Что такое мемристор? Типы мемристоров и их применение

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Понятие мемристического или мемристорная теория был реализован Леоном Онг Чуа. Он является профессором факультетов компьютерных наук и электротехники Калифорнийского университета. Работоспособность мемристорного переключателя была выявлена ​​учеными лаборатории HP, когда они пытались обнаружить перекрестные переключатели. Мемристоры также известны как матричные переключатели, потому что они в основном используются для подключения нескольких входов, а также выходов в виде матрицы. Профессор Леона Чуа наблюдал за моделями конденсатор, резистор и индуктор . И он заметил недостающую часть, которая называется мемристором или резистором памяти. Практическое представление этого резистора памяти было расширено в 2006 году ученым Стэнли Уильямсом. Эта технология была открыта более нескольких десятилетий назад, хотя в последнее время ее придумали.

Что такое мемристоры?

Мы знаем, что каждый Электронная схема может быть спроектирован с использованием нескольких пассивных компонентов, а именно резисторов, конденсаторов, а также катушек индуктивности, но будет важный четвертый компонент, который называется мемристором. Это используемые полупроводники для соединения пассивных компонентов с образованием четвертого компонента, а сопротивление называется мемристансом. Это сопротивление зависит от заряда в мемристорные схемы & единица сопротивления - Ом.




Мемристор

Мемристор

Полная форма мемристора - память + резистор. Это называется четвертым основным элементом. Основная особенность мемристора в том, что он может запоминать историю своего состояния. Поэтому, повышая важность его усовершенствования, очень важно, чтобы было обязательно перефразировать существующие книги по электронике.



Строительство Мемристора

Конструкция мемристора представлена ​​ниже. Это два терминальных компонента и мемристор работает То есть его сопротивление в основном зависит от величины, приложенного напряжения и полярности. Поскольку напряжение не подается, то сопротивление остается, и это делает его нелинейным и запоминающим компонентом.

Строительство Мемристора

Строительство Мемристора

Показанная выше схема представляет собой конструкцию мемристора. Мемристор использует диоксид титана (TiO2) в качестве резистивного материала. Он работает лучше, чем другие материалы, такие как диоксид кремния. Когда напряжение подается на платиновые электроды, атомы Tio2 будут распространяться вправо или влево в материале в зависимости от полярности напряжения, которая становится тоньше или толще, что приводит к изменению сопротивления.

Типы мемристоров

Мемристоры делятся на множество типов в зависимости от конструкции, и обзор этих типов обсуждается ниже.


  • Молекулярные и ионные тонкопленочные мемристоры
  • Спиновые и магнитные мемристоры
Типы мемристоров

Типы мемристоров

Молекулярные и ионные тонкопленочные мемристоры

Эти типы мемристоров часто зависят от различных свойств материала для тонких пленочных атомных сетей, которые проявляют гистерезис при приложении заряда. Эти мемристоры подразделяются на четыре типа, включая следующие.

Оксид титана

Этот тип мемристора обычно используется для планирования, а также для моделирования.

Полимерный / Ионный

В этих типах мемристоров используется материал полимерного типа или активное легирование инертных диэлектрических материалов. Твердотельные ионные носители заряда будут протекать через всю структуру мемристоров.

Резонансный туннельный диод

В этих мемристорах используются особенно легированные диоды квантовой подгонки разрывных слоев между областями источников, а также стока.

Манганит

В этом типе мемристора используется подложка из двухслойных оксидных пленок, в зависимости от манганита, как обратная для мемристора TiO2.

Спиновые и магнитные мемристоры

Эти типы мемристоров противоположны системам на основе молекул и ионных наноструктур. Эти мемристоры будут зависеть от степени свойства электронного спина. В такой системе чувствительно электронное спиновое деление. Они делятся на 2 типа.

Спинтроник

В мемристорах этого типа спин-электроны изменяют состояние намагниченности устройства, что соответственно изменяет его сопротивление.

Передача крутящего момента вращения

В мемристоре этого типа относительное расположение намагниченности электродов будет влиять на магнитное состояние туннельного перехода, которое, в свою очередь, изменяет сопротивление.

Преимущества и недостатки мемристора

К преимуществам мемристора в основном можно отнести следующее.

  • Мемристоры очень удобны с интерфейсами CMOS , и они не потребляют питание в неактивном состоянии.
  • Он потребляет меньше энергии для производства меньшего количества тепла.
  • У него очень большой объем памяти, а также скорость.
  • Он имеет возможность запоминать поток заряда через определенный промежуток времени.
  • Когда в центрах обработки данных происходит сбой питания, это обеспечивает лучшую отказоустойчивость и надежность.
  • Более быстрая загрузка
  • Возможность восстановления как жестких дисков, так и DRAM

К недостаткам мемристора в основном можно отнести следующие.

  • Их нет в продаже
  • Скорость существующих версий просто на 1/10 от DRAM
  • У него есть способность учиться, но он также может изучать ошибочные шаблоны в дебюте.
  • Производительность и скорость мемристоров не соответствуют транзисторам и DRAM
  • Поскольку вся информация на ПК превращается в энергонезависимую, перезагрузка не решит никаких проблем, потому что это часто случается с DRAM.

Применение мемристоров

  • Это компонент с двумя выводами и переменным сопротивлением, который используется в следующих приложениях.
  • Мемристоры используются в цифровой памяти, логические схемы , биологические и нейроморфные системы.
  • Мемристоры используются в компьютерных технологиях, а также в цифровой памяти.
  • Мемристоры используются в нейронных сетях, а также в аналоговой электронике.
  • Они применимы для аналоговых фильтров.
  • Дистанционное зондирование и приложения с низким энергопотреблением.
  • Мемристоры используются в программируемой логике и Обработка сигналов
  • У них есть собственные возможности для хранения аналоговых и цифровых данных простым и энергоэффективным способом.

Следовательно, в будущем они могут быть применены для выполнения цифровой логики с импликацией вместо Ворота NAND . Несмотря на то, что было разработано несколько мемристоров, есть еще несколько, которые нужно усовершенствовать. Таким образом, это все о мемристор и его виды . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что мемристор можно использовать для хранения данных, так как его уровень электрического сопротивления изменяется при подаче тока. А нормальный резистор дает постоянный уровень сопротивления. Но у мемристора есть сопротивление на высоком уровне, которое можно понимать как ПК, поскольку единица в терминах данных, а также на низком уровне можно понимать как ноль. Следовательно, информацию можно переписать с текущим управлением. Вот вам вопрос, какова основная функция мемристора?