基于LTspice模型的阈值型二值忆阻器实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于LTspice模型的阈值型二值忆阻器实现方法。本发明专利技术根据阈值型二值忆阻器的数学模型，设计了一种基于LTspice软件的阈值型二值忆阻器的模型，并结合电路分析，得出了模型对应的电路结构，由两个受控电流源和一个电容组成。在LTspice软件中对模型的特性进行了仿真，得到了理想的结果。结果表明，该模型符合忆阻器的定义，并具有明显的阈值特性与二值特性，即只有在激励电压超过阈值电压时，电阻值才会改变，并能够维持住两种稳定的忆阻值，以此来表征逻辑状态0和1，且不存在中间状态，符合设计思想。这对于进一步地研究忆阻器在数字逻辑电路方面的应用具有重要的意义。

Implementation of threshold type binary memristor based on LTSpice model

【技术实现步骤摘要】
基于LTspice模型的阈值型二值忆阻器实现方法
本专利技术涉及一种基于LTspice模型的阈值型二值忆阻器实现方法。
技术介绍
蔡少棠教授根据缺失的磁通和电荷之间的数学关系，推测存在第四种基本电路元件忆阻器，它是一种非线性二端电路元件，其电阻值能够随输入电流或电压的历史而发生变化，具有忆阻特性。2008年，HP实验室首次采用纳米技术给出了忆阻器的物理实现，并发现忆阻器的忆阻值可以作为逻辑运算的操作数来完成逻辑运算，并基于此实现了实质蕴涵电路，对于忆阻器在逻辑运算电路中的应用具有重要意义。但迄今为止，纳米尺度的忆阻器仍然存在生产技术难题，而忆阻器LTspice模型具有易实现、低成本、特性可控等优点，对于忆阻器的应用电路研究能够提供一定的帮助。在传统的二值逻辑电路中，是通过高低电平来表征电路的逻辑状态，但电平逻辑往往伴随易失性，即掉电以后逻辑状态无法保存。将忆阻器应用到逻辑电路中，通过电阻状态即高阻态和低阻态来表征二值逻辑0和1，其自身的非易失性恰好弥补了电平逻辑不易保存的缺点。研究还发现，忆阻器的开关交叉结构可以实现信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于LTspice模型的阈值型二值忆阻器实现方法，其特征在于：/n构造一个阈值型二值忆阻器的数学模型：/n

【技术特征摘要】
1.基于LTspice模型的阈值型二值忆阻器实现方法，其特征在于：
构造一个阈值型二值忆阻器的数学模型：









式中，x为系统内部状态变量，为变量x的一阶导数，表示x的变化情况；v(t)为忆阻器两端的电压，即模型的输入电压，i(t)为经过忆阻器的电流，R(x)为忆阻器的忆阻值；RON、ROFF为忆阻器的两个不同的稳定的忆阻值，且不存在其他任何中间阻值状态；
给出二值忆阻器LTspice模型，包括受控电流源Gm、Gx，以及与受控电流源Gx并联的1F电容Cx，其中受控电流源Gm的输出电流iGm，即二值忆阻器的输出电流，等于数学模型中定义的受控电流源Gx与电容Cx构成的电路得到系统内部状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓媛，金晨曦，高蒙，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33