文摘

在过去的三十年中,理论设计和电路实现各种混乱的发电机通过简单电子电路非线性科学的一个重要课题。2008年,忆阻器的成功发展为这一研究带来了新的活动。忆阻器是一种新型nanometre-scale被动电路元件,具有记忆和非线性特征。这使得它有独特魅力吸引了许多研究者的兴趣。本文介绍了忆阻器,第一次,在延迟系统设计一个信号发生器产生混乱的行为。并行代替非线性函数与记忆电阻器,忆阻器振荡器展览一个混沌吸引子。模拟结果表明,性能预测的数学分析,支持设计的可行性。

1。介绍

忆阻器,特点是类型的关系,是1971年由蔡假设纳米电路元件(1)的基础上,概念之间的对称电阻,电感器和电容器。37年后一个团队在惠普实验室宣布(2第一个忆阻器的物理实现和数学模型占其行为。这个失踪忆阻器是一种新型纳米级二端电路元件具有电荷和磁通量之间的关系。记忆电阻的电阻成正比的电荷量通过。所以,在某种程度上,它拥有记忆,这引起了极大的增加利益。最近许多研究人员积极的忆阻器模型和可能的应用设备(3]。解释和理解记忆电阻的原理和结构,人们从不同的角度讨论理论模型。

理论设计和电路实现各种混乱的发电机通过简单电子电路是非线性科学的一个重要主题(4]。提高程度的混乱,一个非线性混沌电路,经常由运算放大器实现,变得越来越复杂。考虑到纳米尺度大小和记忆电阻的非线性特性,更丰富的混沌行为应该生成取代记忆电阻的非线性电路。伊藤和蔡5]最初几个非线性振子来自蔡的振荡器代替蔡与记忆电阻器的二极管。最近很多报纸记忆性混沌电路已报告(6- - - - - -10]。因为它的体积小,非线性,忆阻器非常适合混沌振子(11]。本文利用T延迟系统_我O₂记忆电阻器为非线性函数提出了产生混沌信号。

2。T_我O₂忆阻器与线性掺杂剂漂移

在惠普的忆阻器,二氧化钛(T_我O₂)层和一个缺氧二氧化钛(T_我O_{2 x})层夹在两个铂电极,如图所示1。让忆阻器的物理长度,掺杂剂的流动性,和低电阻和高阻力区域,分别。忆阻器的电特性的线性掺杂剂漂移(1)是由(2。1): 在哪里掺杂剂的宽度区域有界之间的零和,它的导数

根据伯努利方程动力学,我们可以推出电荷和磁通量之间的关系如下(5]: 在哪里

是一个常数,和的初始条件是和,分别。忆阻器的阻力 图2显示记忆电阻的特点当参数选择,,,。有一个明显的转折点在曲线。

3所示。记忆性延迟系统

在本节中,我们设计一个与记忆电阻器延迟混沌系统,由以下阶时滞微分方程描述:

在哪里是一个延迟时间,,,系统参数,和F是一个非线性函数由三个记忆电阻器。

从部分2,我们可以发现忆阻器的特点是由四个内部参数(,,,)所描述的(2。3)。如果我们调整转折点和段的斜率,记忆电阻器的组合电路可以实现分段函数通过原始点。三个记忆电阻器的并联电路如图3。记忆电阻器的参数设置如下:,,,,,,。仿真结果如图所示4。

在一阶时滞微分方程(3所示。1),当,,和延迟时间,有一个混沌吸引子飞机(见图5)。时间序列展示在图6。

的电路实现延迟记忆性系统:一个可能的电子电路实现系统图7。电路主要由三个基本模块:积分器(A1),延迟元素(延时),非线性块(F)。电子系统方程

F块是由三个记忆电阻器和一个μA741运算放大器,可以编写遵循如下:

延时电路块(见图8)是一个网络的衣架拼箱过滤器匹配电阻,在哪里是拼箱过滤器的数量。无因次延迟参数

值得注意的是,衣架拼箱单元将衰减电路的增益。可以很容易地通过运算放大器消除这个障碍A3、A4。电路参数设置如下:= 1 kΩ,,,,,=,==,。根据(3所示。4),我们可以得到。

集,,,,系统(3所示。2)有一个混沌吸引子飞机播种,如图5。

4所示。结论

本文给出了一个新的视角来理解记忆电阻的性能和应用。提出的分段模型是由三个记忆电阻器。我们可以发现忆阻器不仅能记住电荷(当前)而且磁通量(电压)。非线性元件,忆阻器还可以充当一个重要的非线性混沌系统。SPICE模型设计的摘要可以完成一个好的模拟混沌电路的工作,预计将产生更丰富的混沌吸引子。

确认

工作得到了国家自然科学基金资助下的中国60972155、60972155、自然科学基金资助下的重庆CSTC2009BB2305,中央大学的基础研究基金在格兰特XDJK2012A007 XDJK2010C023,在重庆大学优秀人才支持基金会授予2011 - 65年大学关键老师支持重庆的基础下授予2011 - 65年,中国的国家博士后科学基金会授予CPSF20100470116下,西南大学的博士基金会授予SWUB2008074之下,和春天的阳光计划研究项目中国教育部授予z2011148之下。