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忆阻器是具有记忆功能的非线性电阻,作为与电阻、电容、电感相并列的第四代电路元件。由于其制备受限于纳米工艺和严格的实验条件,短时间内还不能够走出实验室,导致对忆阻器的研究一直停留在理论研究阶段。为加快忆阻器的应用研究,忆阻器的电路模型研究成为近些年的一个研究热点,但目前已有的电路模型还存在许多不足,诸如忆阻值不可测,满足HP忆阻器特性的同时无法满足忆阻器定义,以及无法作为二端口器件应用于其它电路中等。因此,有必要建立符合HP忆阻器特性的二端口电路模型。本文的目的是构建符合HP忆阻器的电路模型,并通过该电路模型实现忆容器的电路模型,以及探讨将该忆阻器电路模型应用于混沌电路的可行性。 本文首先基于磁通控制型忆阻器的定义,通过构建其基本构成变量——磁通,实现磁通量对忆阻器导纳值的直接控制,借助于光控电阻(Light-DependentResistor,LDR)实现忆阻器的等效二端口网络。该忆阻器等效电路由两部分构成,控制电路和等效忆阻器。其中,控制电路可视为一个黑匣子,它并联在等效忆阻器的两侧,通过LDR实现磁通量对忆导值的远程控制,以避免因直接的电气连接造成控制电路对等效忆阻器阻值的影响。该忆阻器电路模型导纳值可测,电路结构较以往的电路模型简单、工作频率宽,电压电流特性也与HP忆阻器的滞后环特性一致。 然后,对目前已存在的五种忆阻器数学模型进行了研究,重点考察它们对本文提出的LDR忆阻器电路模型的适用性,如无源特性、电压电流特性以及在不同频率输入信号作用下的电路特性等。通过仿真和性能对比,最后确定基于忆阻系统定义的忆阻器数学模型能够表征LDR忆阻器电路模型的各项性能。 接着,本文从忆阻器和忆容器内部变量之间的关系出发,以LDR忆阻器电路模型为基础,通过建立二者组成变量的关系转换器,最终实现了忆容器的电路模型,并推导出该忆容器等效忆容的计算公式。该电路模型满足忆容器电荷电压间的非线性关系,当输入低频正弦电压时,电压与电荷之间呈现明显的滞后环特性。 最后,在LDR忆阻器数学模型的基础上,对LDR忆阻器电路模型应用于混沌电路的可行性进行了研究:首先,用LDR忆阻器代替蔡氏电路中的非线性二极管,构建出基于LDR忆阻器的混沌电路,简化了蔡氏混沌电路的构成;其次,通过对此混沌电路对应的动力学系统耗散性的分析,研究系统在平衡点处的稳定性;第三,在不同参数下,借助于分岔图、相图及Poincaré截面等方法,对系统的动力学特性进行研究。由此确定,应用LDR忆阻器取代蔡氏电路中的非线性二极管构建新的混沌电路在理论上是可行的。