[发明专利]一种三值理想通用压控忆阻器电路模型

说明书

本发明公开了一种三值理想通用压控忆阻器电路模型，涉及电路设计技术领域，采用运算放大器、乘法器、电阻和电容设计了三值忆阻器电路模型，首先由运算放大器U1完成积分运算，通过乘法器U2、运算放大器U3构成磁通量产生电路，由乘法器U4、运算放大器U5完成除法运算，随后通过乘法器U6、乘法器U7、运算放大器U8构成电导产生电路，最后通过乘法器U9、运算放大器U10得到电流量，可用于多值数字逻辑运算、神经网络电路等领域的应用研究。

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，具体为一种三值理想通用压控忆阻器电路模型。

背景技术

1971年，蔡少棠教授首次提出了忆阻器的概念，并将其称为可以与电阻、电容、电感相并列的第四种电路元件，2008年，惠普实验室的研究人员利用TiO₂材料制造了第一个物理忆阻器实物模型，在外部偏置驱动下具有双态开关效应，证明了忆阻器的存在。

近年来的研究表明，相对于二值忆阻器，多值忆阻器在数字逻辑电路、神经网络中具有更加广阔的应用前景，但是目前的研究大多还是基于忆阻器的双值连续特性，没有针对多值理想通用型忆阻器的理论建模和电路仿真器设计，因此，设计构建一种三值理想通用压控忆阻器电路模型具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种三值理想通用压控忆阻器电路模型，解决了背景技术中提到的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种三值理想通用压控忆阻器电路模型，包括数学模型，且数学模型为其中i和v是忆阻器的电流和电压，x是忆阻器的内部状态变量，G(x)是忆阻器的电导值，g(x)为忆阻器的内部状态变量x对磁通量的导数；

具体电路结构是通过运算放大器U1对输入电压V进行积分得到项，随后通过乘法器U2得到项，接着通过运算放大器U3实现加法运算，将磁通量加上初始值，由乘法器U4、运算放大器U5实现除法运算得到内部状态变量x，通过乘法器U6、乘法器U7、运算放大器U8得到电导值，由乘法器U9、运算放大器U10得到电流量；

所述运算放大器U1、运算放大器U3采用LF347BD，运算放大器U5、运算放大器U8、运算放大器U10采用THS3001CD，乘法器U2、乘法器U4、乘法器U6、乘法器U7、乘法器U9采用AD633JN。

如上述的三值理想通用压控忆阻器电路模型，其中，优选的是，所述运算放大器U1的第一引脚与电容C的一端、乘法器U2的第一引脚连接，运算放大器U1的第二引脚与电容C的一端、电阻R1的一端连接，电阻R1的另外一端作为输入电压端，运算放大器U1的第三引脚接地，运算放大器U1的第11引脚接电源VCC，运算放大器U1的第四引脚接电源VEE。

如上述的三值理想通用压控忆阻器电路模型，其中，优选的是，所述乘法器U2的第二引脚、第四引脚和第六引脚接地，乘法器U2的第三引脚接电压V1，乘法器U2的第七引脚连接电阻R2的一端，乘法器U2的第五引脚接电源VEE，乘法器U2的第八引脚接电源VCC。

如上述的三值理想通用压控忆阻器电路模型，其中，优选的是，所述运算放大器U3的第三引脚接电阻R4的一端、接电阻R3的一端和电阻R2的一端，电阻R3的另一端接电压V2，电阻R4的另一端接地，运算放大器U3的第二引脚接电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另外一端接地，运算放大器U3的第一引脚接电阻R6的另外一端和乘法器U4的第一引脚，运算放大器U3的第四引脚接电源VCC，运算放大器U3的第11引脚接电源VEE。

如上述的三值理想通用压控忆阻器电路模型，其中，优选的是，所述乘法器U4的第二引脚、第四引脚和第六引脚接地，乘法器U4的第三引脚接运算放大器U5的第六引脚，乘法器U4的第七引脚接电阻R7的一端，乘法器U4的第五引脚接电源VEE，乘法器U4的第八引脚接电源VCC。