Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Вінницький національний технічний університет
Інститут радіотехніки, зв’язку та приладобудування
Кафедра електроніки
Мемрістор
Пояснювальна записка
до виконання курсової роботи
з дисципліни «Твердотіла електроніка»
для студентів напрямку підготовки
«Мікро- та наноелектроніка»
08.Ом.029.00.000 пз
Керівник курсової роботи
Кравченко Ю. С.
_________________________
«___»_______________2012 р.
Розробив студент гр. МЕ-10
_____________Шпорт М. Ю.
«___»_______________2012 р.
Вінниця ВНТУ 2012
ЗМІСТ
ВСТУП………………………………………………………………...........................2
1 АНАЛІЗ СТАНУ ПИТАННЯ………………………………………..……..............6
2 ОСНОВНА ЧАСТИНА………………………………………………….……….
2.1 Фізичний принцип роботи мемрістора ………………………………….…...7
2.2 Лінійна дрейфова модель ……………………………………………………...9
2.3 ВАХ мемрістора ……………………………………………………………….12
2.3 Застосування мемристорів ………………………………………………...….14
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ……………………………………………………………...18
ВСТУП
Мемрістор(рис.1.1) (рис.1.2) – (походить від слів – «резистор» і «memory»(пам`ять)) це пасивний елемент в наноелектроніці, опір якого залежить від пройденого через нього заряду. В момент відключення напруги в колі мемрістор не змінює свого стану, «запоминаючи» останнє значення опору. Основоположною работою в області теорії пассивних елементів з ефектом памяті,в якій було введено поняття «мемрістор» (опір с ефектом памяті), була опублікована в 1971 році Леоном Чуа [1]. Він висунув і математично обгрунтував гіпотезу про те, що є четвертий базовий елемент електричних кіл - наряду з індуктивністю, конденсатором і резистором. Чуа виходив з того, що повинні бути співвідношення, що зв'язують всі чотири основні змінні електричних ланцюгів: струм i,напруга v, заряд q і магнітний потік φ [1, 2]. Всього таких співвідношень може бути шість. П'ять з них добре відомі. Заряд - це інтеграл по часу від струму. Зв'язок між напругою і магнітним потоком визначається через закон електромагнітної індукції Фарадея. Напруга і струм пов'язані через опір R, заряд і напруга – через ємність C, а магнітний потік і струм - через індуктивність L. Відсутнє лише шосте співвідношення, що зв'язує потік і заряд. Чуа припустив, що ці величини пов'язані через "Відсутній" елемент - мемрістор, що володіє "мемрезистивністю" M: dφ = M ⋅ dq (рис.1.3) [2]. Відзначимо, що під потоком в даному випадку слід розуміти інтеграл від напруження за часом.. Чуа показав, що в загальному випадку мемрезистивність повинна залежати від q. Доктор Чуа довів, що мемрістор не може бути скопійований будь-яким з трьох інших пасивних елементів, і що активна схема, яка імітує його функціональність буде складатись з 25 транзисторів.
Рисунок 1.1 – Символ мемрістора
Якщо скористатися співвідношеннями dφ = v ⋅ dt і dq = i ⋅ dt, то можна записати зв'язок між струмом і напругою на мемрісторі у вигляді:
v = M (q) ⋅ i. (1.1)
Рисунок 1.2 - Мікрофотографія мемристорів отримана
атомно-силовим мікроскопом.
Очевидно, що у випадку M = const мемрезистивність передставлятиме собою звичайний опір і (1) перетворюється в закон Ома для ділянки кола.
Рисунок 1.3 - Чотири базових елементи електричних кіл: резистор, кон-
денсатор, індуктивність і мемрістор.
Метою роботи є дослідження мемристора.
Задачі дослідження:
проаналізувати існуючі досягнення та перспективи розвитку
мемристора;
обґрунтувати переваги та недоліки мемристора;
розрахувати структуру та електричні параметри мемристора.