[发明专利]一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器

说明书

本发明公开了一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，包括端口a、端口b、跨导运算放大器U₁、跨导运算放大器U₂、电流反馈运算放大器U₃、电压反馈运算放大器U₄、电容C₁、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄、电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇、电阻R₈、电阻R₉、电阻R₁₀和电阻R₁₁，跨导运算放大器U₁的型号为LM13600，所述跨导运算放大器U₂的型号为LM13600。该浮地磁控忆阻模拟器端口a、端口b的电气特性等效了磁控忆阻器的端口特性，不要求一端接地，可广泛地应用于忆阻电路(忆阻混沌电路、忆阻震荡电路、忆阻神经网络电路等)的设计与测试。

技术领域

本发明涉及新型电路元件模拟器构造领域，具体涉及一种基于跨导运算放大器的磁控忆阻模拟器。

背景技术

1971年，加州大学伯克利分校的蔡少棠教授从电路理论完备性出发，预测除电阻、电容和电感之外，还存在第四种表征电荷和磁通量之间关系的无源基本电路元件，并将其命名为忆阻器(memristor)。2008年惠普实验室在《Nature》杂志发表研究成果，宣布物理实现了具有忆阻器特征的二端器件。惠普实验室的突破引起学术界和工业界的广泛关注，掀起人们对忆阻器研究的热潮。

忆阻器是一种非线性电阻，其电阻值能够随输入电流或电压的历史而发生变化，即能够通过电阻值的变化记忆流经的电荷量或磁通量。忆阻器的研究涉及到微电子、凝聚态物理、材料学、电路与系统、计算机和神经生物学等多学科领域，属于新兴交叉学科研究。忆阻器具有结构简单、易集成、高速、低功耗和与CMOS工艺兼容等特点，不仅能满足下一代高密度信息存储和高性能计算机对通用存储器的需求，还能实现非易失状态逻辑运算和类脑神经态运算功能。

人们常用忆阻模拟器模拟忆阻的端口电气特性，并将忆阻模拟器应用到电路设计中。常用的忆阻模拟器有：边界迁移模型、突触活动依赖可塑性模型、Pershin模型、Biolek模型、二次非线性有源磁控模型和三次非线性磁控模型等。这些电路仿真模型主要的不足之处是：有的需要一端接地；有的不是二端口模型；有的二端口电压不能超过模型内有源器件供电电压；有的需要的元器件多且构造复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于跨导运算放大器的浮地磁控忆阻模拟器，解决现有磁控忆阻模拟器需要一端接地的问题。