有边界条件的忆阻元件模型及其性质

张旭; 周玉泽; 闭强; 杨兴华; 俎云霄

doi:10.7498/aps.59.6673

摘要

对第四类基本电路元件——忆阻元件的基本特性进行了研究,分别建立了无边界条件和有边界条件的忆阻元件的积分形式的数学模型.对有边界条件的数学模型进行了仿真,分析了有边界条件下电源频率和掺杂比、初始掺杂宽度等模型参数对电流、电压电流关系、磁链电荷关系等元件特性的影响,得出了相关的结论.

关键词:

The properties of memristor as the fourth basic circuit element are studied. The mathematical models in integral form for memristors with and without border constraint are developed. The simulation is done for the memristor with border constraint. The influences of the source frequency and model parameters on the memristor’s properties are analyzed and some conclusions are drawn. The model parameters considered include the doping ratio and the initial doping width, and their influnce on the current, voltage-current relation and flux-charge relation of the memrister are investigaled.

Keywords:

作者及机构信息

1.
北京邮电大学电子工程学院,北京 100876

基金项目: 北京邮电大学大学生创新性实验计划资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China

参考文献

[1]	Chua L O 1971 IEEE trans. on Circuit theory CT-18 507
[2]	Chua L O 1976 Proceedings of the IEEE 64 209
[3]	Dmitri B S,Gregory S S,Duncan R S, Stanley W 2008 Nature 453 80
[4]	James M,He T 2008 Nature 453 42
[5]	Gergel H N,Hamadani B,Dunlap B,Suehle J,Richter C, Hacker C, Gundlach D 2009 IEEE 30 706
[6]	Wey T A, Benderli S 2009 Electronics Letters 45 1103
[7]	Wang X B, Chen Y R,Xi H W,Li H,Dimitrov D 2009 Electron Device Letters of IEEE 30 294
[8]	Chen G 2008 Circuits and Systems IEEE 8 55
[9]	Shkabko A,Aguirre M H,Marozau I,Lippert T,Weidenkaff A 2009 Applied Physics Letters 95 152109
[10]	Di Ventra M,Pershin Y V,Chua L O 2009 Proceedings of the IEEE 97 1717
[11]	Driscoll T, Kim H T,Chae B G,Di V M, Basov D N 2009 Applied Physics Letters 95 043503
[12]	Smerieri A,Berzina T,Erokhin V, Fontana M. P 2008 Journal of Applied Physics 104 114513
[13]	Chen X M, Wu G H,Bao D H 2008 Applied Physics Letters 93 093501
[14]	Goknar I C 2008 IEEE of Antennas and Propagation Magazine 50 215
[15]	Williams R 2008 IEEE 45 28
[16]	Yang X S, Zhao Y 2008 Acta Phys.Sin.57 3188 (in Chinese)[羊新胜、赵勇 2008 57 3188]
[17]	He L,Hu X,Yin L,Xu H Y,Xu X L,Guo J D,Li C Y,Yin D L 2009 Acta Phys. Sin.58 417(in Chinese)[贺丽、胡翔、尹澜、许恒毅、徐晓林、郭建栋、李传义、尹道乐 2009 58 417]
[18]	Su X P,Bao J,Yan S K,Xu X G,Jiang Y 2008 Acta Phys.Sin.57 2509(in Chinese)[苏喜平、包瑾、闫树科、徐晓光、姜勇 2008 57 2509]
[19]	Li B Q,Liu Y H,Feng Y C 2008 Acta Phys.Sin.57 477(in Chinese)[李炳乾、刘玉华、冯玉春 2008 57 477]
[20]	Jin L,Zhu L,Li L,Xie Z W 2009 Acta Phys.Sin.58 8577(in Chinese)[金莲、朱林、李玲、谢征微 2009 58 8577]
[21]	Zhu F,Jiao F,Quan S W,Hao J K,Zhao K 2009 Acta Phys.Sin.58 876(in Chinese)[朱凤、焦飞、全胜文、郝建奎、赵夔 2009 58 876]
[22]	Fan F,Ban C Y,Wang Y,Ba Q X,Cui J Z 2009 Acta Phys.Sin.58 628 (in Chinese)[樊飞、班春燕、王洋、巴启先、崔建忠 2009 58 68]
[23]	Xu X Y,Qian L J,Hu J G 2009 Acta Phys.Sin.58 2023 (in Chinese)[许小勇、钱丽洁、胡经国 2009 58 2023]
[24]	Cao X,Li X M,Gao X D, Yu W D, Liu X J, Zhang Y W,Chen Lidong, Cheng Xinhong 2009 Journal of Applied Physics 106 073723
[25]	Song Y W,Sun H 2008 Acta Phys.Sin.57 7178(in Chinese)[宋亚舞、孙华 2008 57 7178]
[26]	Zhang M X,Tian X L,Guo F X 2009 Acta Phys.Sin.58 6080(in Chinese)[张明晓、田学雷、郭风祥 2009 58 6080]
[27]	Jiang D D,Du J M,Gu Y,Feng Y J 2008 Acta Phys.Sin.57 566(in Chinese)[蒋冬冬、杜金梅、谷岩、冯玉军 2008 57 566]
[28]	Xu J F,Fan Y F,Chen W,Zhai Q Y 2009 Acta Phys.Sin.58 644(in Chinese)[徐锦锋、范于芳、陈娓、翟秋亚 2009 58 644]
[29]	Peng X D,Zhu T, Wang F W 2009 Acta Phys.Sin.58 3274(in Chinese)[彭先德、朱涛、王芳卫 2009 58 3274]
[30]	Feng C W, Cai L, Li Q 2008 Acta Phys.Sin.57 2462(in Chinese)[冯朝文、蔡理、李芹 2008 57 2462]

施引文献

[1]	Chua L O 1971 IEEE trans. on Circuit theory CT-18 507
[2]	Chua L O 1976 Proceedings of the IEEE 64 209
[3]	Dmitri B S,Gregory S S,Duncan R S, Stanley W 2008 Nature 453 80
[4]	James M,He T 2008 Nature 453 42
[5]	Gergel H N,Hamadani B,Dunlap B,Suehle J,Richter C, Hacker C, Gundlach D 2009 IEEE 30 706
[6]	Wey T A, Benderli S 2009 Electronics Letters 45 1103
[7]	Wang X B, Chen Y R,Xi H W,Li H,Dimitrov D 2009 Electron Device Letters of IEEE 30 294
[8]	Chen G 2008 Circuits and Systems IEEE 8 55
[9]	Shkabko A,Aguirre M H,Marozau I,Lippert T,Weidenkaff A 2009 Applied Physics Letters 95 152109
[10]	Di Ventra M,Pershin Y V,Chua L O 2009 Proceedings of the IEEE 97 1717
[11]	Driscoll T, Kim H T,Chae B G,Di V M, Basov D N 2009 Applied Physics Letters 95 043503
[12]	Smerieri A,Berzina T,Erokhin V, Fontana M. P 2008 Journal of Applied Physics 104 114513
[13]	Chen X M, Wu G H,Bao D H 2008 Applied Physics Letters 93 093501
[14]	Goknar I C 2008 IEEE of Antennas and Propagation Magazine 50 215
[15]	Williams R 2008 IEEE 45 28
[16]	Yang X S, Zhao Y 2008 Acta Phys.Sin.57 3188 (in Chinese)[羊新胜、赵勇 2008 57 3188]
[17]	He L,Hu X,Yin L,Xu H Y,Xu X L,Guo J D,Li C Y,Yin D L 2009 Acta Phys. Sin.58 417(in Chinese)[贺丽、胡翔、尹澜、许恒毅、徐晓林、郭建栋、李传义、尹道乐 2009 58 417]
[18]	Su X P,Bao J,Yan S K,Xu X G,Jiang Y 2008 Acta Phys.Sin.57 2509(in Chinese)[苏喜平、包瑾、闫树科、徐晓光、姜勇 2008 57 2509]
[19]	Li B Q,Liu Y H,Feng Y C 2008 Acta Phys.Sin.57 477(in Chinese)[李炳乾、刘玉华、冯玉春 2008 57 477]
[20]	Jin L,Zhu L,Li L,Xie Z W 2009 Acta Phys.Sin.58 8577(in Chinese)[金莲、朱林、李玲、谢征微 2009 58 8577]
[21]	Zhu F,Jiao F,Quan S W,Hao J K,Zhao K 2009 Acta Phys.Sin.58 876(in Chinese)[朱凤、焦飞、全胜文、郝建奎、赵夔 2009 58 876]
[22]	Fan F,Ban C Y,Wang Y,Ba Q X,Cui J Z 2009 Acta Phys.Sin.58 628 (in Chinese)[樊飞、班春燕、王洋、巴启先、崔建忠 2009 58 68]
[23]	Xu X Y,Qian L J,Hu J G 2009 Acta Phys.Sin.58 2023 (in Chinese)[许小勇、钱丽洁、胡经国 2009 58 2023]
[24]	Cao X,Li X M,Gao X D, Yu W D, Liu X J, Zhang Y W,Chen Lidong, Cheng Xinhong 2009 Journal of Applied Physics 106 073723
[25]	Song Y W,Sun H 2008 Acta Phys.Sin.57 7178(in Chinese)[宋亚舞、孙华 2008 57 7178]
[26]	Zhang M X,Tian X L,Guo F X 2009 Acta Phys.Sin.58 6080(in Chinese)[张明晓、田学雷、郭风祥 2009 58 6080]
[27]	Jiang D D,Du J M,Gu Y,Feng Y J 2008 Acta Phys.Sin.57 566(in Chinese)[蒋冬冬、杜金梅、谷岩、冯玉军 2008 57 566]
[28]	Xu J F,Fan Y F,Chen W,Zhai Q Y 2009 Acta Phys.Sin.58 644(in Chinese)[徐锦锋、范于芳、陈娓、翟秋亚 2009 58 644]
[29]	Peng X D,Zhu T, Wang F W 2009 Acta Phys.Sin.58 3274(in Chinese)[彭先德、朱涛、王芳卫 2009 58 3274]
[30]	Feng C W, Cai L, Li Q 2008 Acta Phys.Sin.57 2462(in Chinese)[冯朝文、蔡理、李芹 2008 57 2462]

[1]	王玉龙, 张晓虹, 李丽丽, 高俊国, 郭宁, 程成. 基于超声波声压衰减效应的局部放电源定位与强度标定. , 2021, 70(9): 095209. doi: 10.7498/aps.70.20201727
[2]	赖煜成, 陈苏琪, 牟兰雅, 王兆娜. 基于麦克斯韦方程组的纳米尺度电磁边界条件. , 2021, 70(23): 230301. doi: 10.7498/aps.70.20211025
[3]	谭志中, 谭震. 一类任意m×n阶矩形网络的电特性. , 2020, 69(2): 020502. doi: 10.7498/aps.69.20191303
[4]	黄燕燕, 张旭琳, 杨伟, 王笑冰, 雷蕾, 彭文达, 徐平. 微光学元件宽带光源照明下无色散边界条件探讨. , 2019, 68(22): 224203. doi: 10.7498/aps.68.20190716
[5]	林晨森, 陈硕, 肖兰兰. 适用复杂几何壁面的耗散粒子动力学边界条件. , 2019, 68(14): 140204. doi: 10.7498/aps.68.20190533
[6]	刘波, 王青, 李永明, 隆正文. 有限空间中经典场的正则量子化. , 2015, 64(10): 100301. doi: 10.7498/aps.64.100301
[7]	范航, 王珊珊, 李玉红. 二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究. , 2015, 64(9): 097101. doi: 10.7498/aps.64.097101
[8]	王天舒, 张瑞德, 关哲, 巴柯, 俎云霄. 忆阻元件与RLC以及二极管串并联电路的特性研究. , 2014, 63(17): 178101. doi: 10.7498/aps.63.178101
[9]	王青, 隆正文, 罗翠柏. 有限空间中Dirac场的正则量子化. , 2013, 62(10): 100305. doi: 10.7498/aps.62.100305
[10]	刘汉涛, 常建忠. 直接模拟中不同边界条件的实施及对沉降规律的影响. , 2013, 62(8): 084401. doi: 10.7498/aps.62.084401
[11]	宋德华, 吕梦菲, 任翔, 李萌萌, 俎云霄. 忆阻电路的基本性质及其应用. , 2012, 61(11): 118101. doi: 10.7498/aps.61.118101
[12]	李树玲, 张劭光. 双凹盘形解开口膜泡形状的解析法研究. , 2010, 59(8): 5202-5208. doi: 10.7498/aps.59.5202
[13]	董丽芳, 谢伟霞, 赵海涛, 范伟丽, 贺亚峰, 肖红. 氩气/空气介质阻挡放电自组织超六边形斑图实验研究. , 2009, 58(7): 4806-4811. doi: 10.7498/aps.58.4806
[14]	宋男男, 吴士平, 栾义坤, 康秀红, 李殿中. 卧式离心铸造过程数值模拟与水力学试验研究. , 2009, 58(13): 112-S117. doi: 10.7498/aps.58.112
[15]	肖波齐, 陈玲霞, 蒋国平, 饶连周, 王宗篪, 魏茂金. 池沸腾传热的数学分析. , 2009, 58(4): 2523-2527. doi: 10.7498/aps.58.2523
[16]	李博, 王延申. 可积开边界条件下的q形变玻色子模型. , 2007, 56(3): 1260-1265. doi: 10.7498/aps.56.1260
[17]	唐黎明, 王艳, 王丹, 王玲玲. 边界条件对介电量子波导中声子输运性质的影响. , 2007, 56(1): 437-442. doi: 10.7498/aps.56.437
[18]	黄乒花, 谭惠丽, 孔令江, 刘慕仁. 开放边界条件下二维可转向主干道交通流模型的研究. , 2005, 54(7): 3044-3050. doi: 10.7498/aps.54.3044
[19]	郭永存, 曾亿山, 卢德唐. 地层静温预测的非牛顿流体数学模型. , 2005, 54(2): 802-806. doi: 10.7498/aps.54.802
[20]	谭惠丽, 刘慕仁, 孔令江. 开放边界条件下改进的Nagel-Schreckenberg交通流模型的研究. , 2002, 51(12): 2713-2718. doi: 10.7498/aps.51.2713

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