[发明专利]一种忆阻器的Simulink模型建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息科学技术领域，特别是涉及一种忆阻器的Simulink模型建立方法。

背景技术

随着科学技术的发展，忆阻器已然成为电子信息科学技术领域前沿、革命性的方向。

惠普忆阻器包括掺杂区和非掺杂区，其中，掺杂区域掺杂有带正电的氧空位，其由于二氧化钛缺失部分氧原子，从而表现得像半导体一样，使得缺氧二氧化钛与氧空位混合的部分更有利于电流的通过；非掺杂区是纯净的二氧化钛，使其呈现为高阻特性，可以将其看作是一个绝缘体。忆阻器的总电阻M(t)是掺杂区域阻抗和非掺杂区域阻抗之和。而忆阻器的总电阻可以通过外加电压，基于掺杂区和非掺杂区之间边界的移动速度，以及掺杂层的阻值、薄膜厚度和流过忆阻器的电流等因素来计算得出。

但是，当外加电场时，现有技术的忆阻器的掺杂区电阻率和非掺杂区电阻率在边界迁移时候均为定值，然而这只是理想状态下的忆阻器模型。在现实中，施加外加电场的时，忆阻器的边界会迁移，即氧空位浓度会随外加电场变化而变化，载流子浓度发生变化，使得掺杂区域的电阻率发生变化，也即掺杂区电阻率不是固定不变。基于不贴合实际的忆阻器模型建立Simulink模型，必然会导致所建立的Simulink模型不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种忆阻器的Simulink模型建立方法，以解决现有忆阻器模型不贴合实际导致所建立的Simulink模型准确率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种忆阻器的Simulink模型建立方法，该方法包括：

根据忆阻器的氧空位预设初始浓度，以及掺杂区的氧空位实时浓度与施加电压的关系，建立所述掺杂区的氧空位实时浓度模型；

基于P型半导体电阻率定义，根据所述氧空位实时浓度模型，计算出所述掺杂区的实时电阻率；

根据所述实时电阻率、非掺杂区电阻率以及所述忆阻器的参数，分别计算出掺杂区实时电阻和非掺杂区实时电阻；

根据所述掺杂区实时电阻和所述非掺杂区实时电阻，建立所述忆阻器的亿阻值模型；

基于所述亿阻值模型，建立simulink模型。

可选地，所述氧空位实时浓度模型具体为其中，n₀为所述氧空位预设初始浓度，U(t)为所述施加电压。

可选地，所述基于P型半导体电阻率定义，根据所述氧空位实时浓度模型，计算出所述掺杂区的实时电阻率包括：

将所述忆阻器作为P型半导体，根据所述氧空位实时浓度模型计算出所述掺杂区的所述实时电阻率；

其中，所述实时电阻率为q为电子电荷，u为离子迁移率。

可选地，所述根据所述实时电阻率、非掺杂区电阻率以及所述忆阻器的参数，分别计算出掺杂区实时电阻和非掺杂区实时电阻包括：

获取所述忆阻器的总长度参数、掺杂区长度参数和所述非掺杂区电阻率；

根据所述实时电阻率、所述总长度参数以及所述掺杂区长度参数，计算出所述掺杂区实时电阻；

根据所述非掺杂区电阻率、所述总长度参数以及所述掺杂区长度参数，计算出所述非掺杂区实时电阻；

其中，所述掺杂区实时电阻为w(t)为所述掺杂区长度随时间变化关系，s为所述忆阻器的横截面积；所述非掺杂区实时电阻为D为所述总长度参数，p_非掺杂为所述非掺杂区电阻率。

可选地，所述根据所述掺杂区实时电阻和所述非掺杂区实时电阻，建立所述忆阻器的亿阻值模型包括：

将所述掺杂区实时电阻和所述非掺杂区实时电阻相加，得出所述亿阻值模型；

其中，所述亿阻值模型为

可选地，所述基于所述亿阻值模型，建立simulink模型包括：

基于所述忆阻器模型，利用simulink中的比例增益运算、乘法器、加分器以及积分器，搭建所述simulink模型。

可选地，在所述基于所述亿阻值模型，建立simulink模型之后还包括：

获取多个预设输入信号；

基于所述simulink模型，依次输出多个所述预设输入信号的电流电压曲线。