[发明专利]一种三端可控型忆阻器模拟电路

说明书

本发明公开了一种三端可控型忆阻器模拟电路，包括正向滞回控制模块U₁，反向滞回控制模块U₂，非易失控制模块U₃，电压比例控制模块U₄，电流转换模块U₅。正向滞回控制模块，反向滞回控制模块相连，用于产生双向滞回特性曲线。非易失控制模块与电压比例控制模块相连，实现非易失特性及阻值转换特性。电压比例控制模块输出端与电流转换模块相连，用于产生与忆阻器电流成正比的电压。电流转换模块分别与电压比例控制电路和正向滞回控制模块，反向滞回控制模块相连，用于将电压比例控制模块输出的电压转变为电流以此保证忆阻器模拟电路输入、输出端口具有相同大小的电流。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种三端可控型忆阻器模拟电路，具体是一种通过第三端控制实现忆阻器阈值/阻态可控、具有非易失特性的硬件模拟电路。

背景技术

忆阻器是用来表征电荷和磁通量之间的关系的二端无源电路元件，是一种具有记忆功能的新型非线性电阻，其电阻值是一个非线性的量，会随着输入电流或电压的变化而发生变化。由于具有功耗低，集成密度高，非易失性记忆特性，开关性能好，工艺尺寸小等多方面的优势，忆阻器在大规模集成电路、类脑神经形态计算、新型计算/存储融合架构计算、人工智能等方向有着极具潜力的研究前景。

当前，传统的忆阻器为二端器件，具有固定的阈值及忆阻值，在实际电路应用中，不能便捷地调整忆阻器的性能参数以达到符合电路设计的需求，也无法对忆阻器的工作状态进行控制，控制不够灵活。虽然在软件仿真时可以通过忆阻器数学模型进行参数的调整，但在实际应用时难度较大。因此本发明在传统二端忆阻器的基础上，设计发明了一个三端型忆阻器模拟电路，通过对第三端信号的控制，实现忆阻器阈值/阻态的可控性，对忆阻器电路的研究和应用具有重要的意义。

发明内容

针对现在技术和研究成本上存在的问题，本发明提供了一种三端可控型忆阻器模拟电路，采用运算放大器、乘法器、三极管、二极管、电阻和电容等基本电路器件，以简单明了的工作原理去实现忆阻器的阈值特性、非易失特性，可代替实际忆阻器进行实验测试和应用研究。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种三端可控型忆阻器模拟电路，可以分为五个部分。包括正向滞回控制模块U₁，反向滞回控制模块U₂，非易失控制模块U₃，电压比例控制模块U₄，电流转换模块U₅，其中非易失控制模块U₃进一步分为积分电路U_3-1和阻值转换电路U_3-2。正向滞回控制模块，反向滞回控制模块相连，用于产生双向滞回特性曲线。非易失控制模块与电压比例控制模块相连，实现非易失特性及阻值转换特性。电压比例控制模块输出端与电流转换模块相连，用于产生与忆阻器电流成正比的电压。电流转换模块分别与电压比例控制电路和正向滞回控制模块、反向滞回控制模块相连，用于将电压比例控制模块输出的电压转变为电流以此保证忆阻器模拟电路输入、输出端口具有相同大小的电流。