一种二阶磁控忆阻器的等效电路以及混沌电路的制作方法

专利2025-03-22  28


本发明涉及忆阻器领域,特别是涉及一种二阶磁控忆阻器的等效电路以及混沌电路。


背景技术:

1、忆阻器是一种具有记忆功能的非线性电阻,通过控制电流或电压来改变电阻值,被认为是除电阻、电容、电感之外的第四种基本无源电子器件;然而忆阻器的制造成本高且制造条件要求严格,因此可以通过忆阻器的等效电路模拟实现忆阻器的各种功能,并分析研究忆阻器的忆阻特性和潜在应用价值,然而相关技术中缺少一种成熟的二阶磁控忆阻器的等效电路,导致二阶磁控忆阻器的等效电路的结构复杂、体积大且成本较高。

2、因此,如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种二阶磁控忆阻器的等效电路以及混沌电路,本发明中的二阶磁控忆阻器的等效电路包括电源、积分器、乘法器以及第一电阻,在实现二阶磁控忆阻器的电阻特性的基础上,具备结构简单的特点,从而有利于降低等效电路的体积以及实现成本。

2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种二阶磁控忆阻器的等效电路,包括电源、积分器、乘法器以及第一电阻;

3、所述电源的输出端分别与所述积分器的输入端以及所述第一电阻的第一端连接,所述积分器的输出端与所述滤波电路的输入端连接,所述滤波电路的输出端以及所述电源的输出端均与所述乘法器的输入端连接,所述乘法器的输出端以及所述第一电阻的第二端形成的公共端作为等效电路的输出端;

4、所述积分器,用于对所述电源的输出电压进行积分并产生磁通量表征信号;

5、所述乘法器,用于将所述电源的输出电压与所述磁通量表征信号相乘,以便产生满足目标特性的电流;

6、其中,目标特性是指:二阶磁控忆阻器所具备的电压电流特性。

7、另一方面,所述积分器包括运算放大器、第一电容以及第二电阻;

8、所述第二电阻的第一端作为所述积分器的输入端,所述第二电阻的第二端分别与所述运算放大器的输入端以及所述第一电容的第一端连接,所述运算放大器的控制端用于连接偏置电压,所述运算放大器的接地端接地,所述第一电容的第二端连接所述运算放大器的输出端。

9、另一方面,所述运算放大器包括第一晶体管、第二晶体管以及第三电阻;

10、所述第三电阻的第一端作为正极电压端子,所述第三电阻的第二端与所述第二晶体管的输入端作为所述运算放大器的输出端,所述第二晶体管的控制端作为所述运算放大器的输入端,所述第二晶体管的输出端以及所述第一晶体管的输入端连接,所述第一晶体管的控制端作为偏置电压端子,所述第一晶体管的输出端接地。

11、另一方面,所述二阶磁控忆阻器的等效电路还包括滤波电路;

12、所述滤波电路的输入端与所述运算放大器的输出端连接,所述滤波电路的输出端与所述乘法器的输入端连接。

13、另一方面,所述滤波电路包括第二电容以及第四电阻;

14、所述第二电容的第一端作为所述滤波电路的输入端,所述第二电容的第二端以及所述第四电阻的第一端的公共端作为所述滤波电容的输出端,所述第四电阻的第二端接地。

15、另一方面,所述第一晶体管包括n沟道金属氧化物半导体场效应管,所述第二晶体管包括p沟道金属氧化物半导体场效应管;

16、所述第二晶体管的源极以及所述第三电阻的第二端作为所述运算放大器的输出端,所述第二晶体管的栅极作为所述第二晶体管的控制端,所述第二晶体管的漏极与所述第一晶体管的漏极连接,所述第一晶体管的栅极作为所述偏置电压端子,所述第一晶体管的源极接地。

17、另一方面,目标特性包括:

18、;

19、其中,i(t)为二阶磁控忆阻器的电流,u(t)为二阶磁控忆阻器的电压,为二阶磁控忆阻器的亿导值,a1为二阶磁控忆阻器的一阶系数,a2为二阶磁控忆阻器的二阶系数,为二阶磁控忆阻器的磁通量。

20、另一方面,所述积分器的输出信号满足积分表达式;

21、所述积分表达式包括:

22、;

23、其中,v1为积分器的输出信号,r2为第二电阻的阻值,c1为第一电容的容值,t为时间,τ为[0,t]之间的任一时间点,为随时间变化的磁通量。

24、另一方面,所述乘法器的输出信号满足乘法表达式;

25、所述乘法表达式包括:

26、;

27、其中,v2为所述乘法器的输出信号,k1为预设常数,u为所述电源的输出电压;

28、所述第一电阻两端的电压满足电阻电压表达式;

29、所述电阻电压表达式包括:

30、;

31、其中,u-v2表示所述第一电阻两端的电压;

32、所述二阶磁控忆阻器的等效电路的输入电流满足电流表达式;

33、所述电流表达式包括:

34、;

35、其中,i为所述二阶磁控忆阻器的等效电路的输入电流,r1为所述第一电阻的阻值;

36、所述二阶磁控忆阻器的亿导值满足亿导值表达式;

37、所述亿导值表达式包括:

38、;

39、其中,w为所述二阶磁控忆阻器的亿导值。

40、为解决上述技术问题,本发明还提供了一种混沌电路,包括如上所述的二阶磁控忆阻器的等效电路。

41、有益效果:本发明提供了一种二阶磁控忆阻器的等效电路,本发明中的第一电阻可以模拟二阶磁控忆阻器的电阻特性,电源可以提供电压,积分器可以对电源的输出电压进行积分并产生磁通量表征信号,乘法器可以将电源的输出电压与磁通量表征信号相乘,从而在等效电路中产生满足目标特性(二阶磁控忆阻器所具备的电压电流特性)的电流,也即使得二阶磁控忆阻器的等效电路具备了二阶磁控忆阻器的电阻特性,且本发明中的等效电路的结构较为简单,从而降低了等效电路的体积以及实现成本。

42、本发明还提供了一种混沌电路,具有如上二阶磁控忆阻器的等效电路相同的有益效果。



技术特征:

1.一种二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,包括电源、积分器、乘法器以及第一电阻;

2.根据权利要求1所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述积分器包括运算放大器、第一电容以及第二电阻;

3.根据权利要求2所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述运算放大器包括第一晶体管、第二晶体管以及第三电阻;

4.根据权利要求3所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述二阶磁控忆阻器的等效电路还包括滤波电路;

5.根据权利要求4所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述滤波电路包括第二电容以及第四电阻;

6.根据权利要求3所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述第一晶体管包括n沟道金属氧化物半导体场效应管,所述第二晶体管包括p沟道金属氧化物半导体场效应管;

7.根据权利要求2所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,目标特性包括:

8.根据权利要求2至7任一项所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述积分器的输出信号满足积分表达式;

9.根据权利要求8所述的二阶磁控忆阻器的等效电路,其特征在于,所述乘法器的输出信号满足乘法表达式;

10.一种混沌电路,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的二阶磁控忆阻器的等效电路。


技术总结
本发明公开了一种二阶磁控忆阻器的等效电路以及混沌电路,属于忆阻器领域,本发明中的第一电阻可以模拟二阶磁控忆阻器的电阻特性,电源可以提供电压,积分器可以对电源的输出电压进行积分并产生磁通量表征信号,乘法器可以将电源的输出电压与磁通量表征信号相乘,从而在等效电路中产生满足目标特性(二阶磁控忆阻器所具备的电压电流特性)的电流,也即使得二阶磁控忆阻器的等效电路具备了二阶磁控忆阻器的电阻特性,且本发明中的等效电路的结构较为简单,从而降低了等效电路的体积以及实现成本。

技术研发人员:袁欣欣
受保护的技术使用者:山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-22667.html