Memrystor

Memrystor
Typ

element elektroniczny bierny

Symbol
Symbol
Proponowany (nieoficjalny) symbol memrystora.

Memrystor (ang. memristor) – jeden z podstawowych biernych elementów elektronicznych[1]; trzy pozostałe to opornik (rezystor), kondensator i cewka. Memrystor (ang. memory resistor – opornik z pamięcią) działa jako pojedyncza komórka pamięci, może być użyty do przechowywania jednego bitu informacji, rezystancja memrystora może być sterowana prądowo[2].

Właściwości fizyczne

Ilustracja koncepcji memrystora jako elementu elektronicznego
charge q – ładunek q, current i – prąd i, voltage v – napięcie v, flux φ – strumień magnetyczny φ,
Capacitor – kondensator, Resistor – rezystor, Inductor – cewka, Memristor – memrystor
Budowa pojedynczej komórki memrystora z domieszką dwutlenku tytanu. U góry: mała przewodność elektryczna; na dole: duża przewodność elektryczna.
Krzywa histerezy memrystora w funkcji częstotliwości kątowej.

Memrystor jest elementem, w którym strumień magnetyczny skojarzony Φ {\displaystyle \Phi } jest funkcją przepływającego przezeń ładunku elektrycznego q , {\displaystyle q,} tj. w którym Φ = Φ ( q ) . {\displaystyle \Phi =\Phi (q).} Zależność strumienia od ładunku

M ( q ) d Φ d q {\displaystyle M(q)\equiv {\frac {d\Phi }{dq}}}

nazwano „memrystancją”[3], przez analogię m.in. do rezystancji.

Memrystancja jest dopełniającą zależnością między dwiema z czterech podstawowych wartości opisujących obwód elektryczny: natężeniem prądu i , {\displaystyle i,} napięciem elektrycznym u , {\displaystyle u,} ładunkiem elektrycznym q {\displaystyle q} i strumieniem magnetycznym skojarzonym Φ . {\displaystyle \Phi .} Pozostałe pięć z sześciu możliwych kombinacji to:

q ( t ) = t i ( τ ) d τ , {\displaystyle q(t)=\int _{-\infty }^{t}i(\tau )\,d\tau ,}
Φ ( t ) = t u ( τ ) d τ {\displaystyle \Phi (t)=\int _{-\infty }^{t}u(\tau )\,d\tau }

oraz parametry pozostałych trzech podstawowych elementów biernych w elektronice:

rezystancją R {\displaystyle R} rezystora ( R = d u d i = d Φ ˙ d q ˙ ) , {\displaystyle \left(R={\frac {\mathrm {d} u}{\mathrm {d} i}}={\frac {\mathrm {d} {\dot {\Phi }}}{\mathrm {d} {\dot {q}}}}\right),}
indukcyjnością L {\displaystyle L} cewki ( L = d Φ d i = d Φ d q ˙ ) , {\displaystyle \left(L={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} i}}={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} {\dot {q}}}}\right),}
pojemnością (odwrotność) 1 C {\displaystyle {\frac {1}{C}}} kondensatora ( 1 C = d u d q = d Φ ˙ d q ) . {\displaystyle \left({\frac {1}{C}}={\frac {\mathrm {d} u}{\mathrm {d} q}}={\frac {\mathrm {d} {\dot {\Phi }}}{\mathrm {d} q}}\right).}

Napięcie u {\displaystyle u} na memrystorze związane jest z przepływającym prądem i {\displaystyle i} poprzez chwilową wartość jego memrystancji:

u ( t ) = M ( q ( t ) ) i ( t ) , {\displaystyle u(t)=M(q(t))\,i(t),}

gdzie t {\displaystyle t} oznacza czas.

Można zapisać inaczej:

M = d Φ d q . {\displaystyle M={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} q}}.}

Zmienna oznaczona kropką oznacza pochodną po czasie.

Przypisy

  1. Zbudują fabrykę memrystorów | KopalniaWiedzy.pl [online], kopalniawiedzy.pl [dostęp 2017-11-25]  (pol.).
  2. Dimitri B. Strukov, Gregory S. Snider, Duncan R. Stewart, R Stanley Williams. The missing memristor found. „Nature”. 453, s. 80–83, 2008. DOI: 10.1038/nature06932. 
  3. Kalka z języka angielskiego (memristance), nie ma jeszcze polskiego odpowiednika.

Linki zewnętrzne

Zobacz multimedia związane z tematem: Memrystor
  • „Memrystor” – epokowy wynalazek HP zmieni pamięci RAM?
  • HP makes memory from a once-theoretical circuit. cnet.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2021-02-20)]. (ang.).
  • YAN Kun (2011). Nonlinstor-An electronic circuit element based on the form of the nonlinear differential equation (Brief annotation of the connection equation(R)), Xi’an: Xi’an Modern Nonlinear Science Applying Institute.
  • „Getting more from Moore’s Law” (ang.)
  • LCCN: sh2011005950
  • GND: 1022027832
  • BnF: 17099191k
  • BNCF: 62056
  • NKC: ph873677
  • J9U: 987007577159805171