Memrystor

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Memrystor
Typ bierny
Zasada działania memrystancja
Wynalazca Leon Chua
Rok wynalezienia 1971
Wprowadzenie na rynek HP Labs, 2008
Symbol
Memristor-Symbol.svg
Proponowany (nieoficjalny) symbol memrystora.
Macierz siedemnastu memrystorów, zbudowanych ze zubożonego w tlen dwutlenku tytanu, stworzona w HP Labs (laboratorium firmy Hewlett Packard), sfotografowana przy użyciu mikroskopu elektronowego. Przewody mają szerokość ok. 50 nm (inaczej mówiąc są szerokości 150 warstw atomów)[1]. Prąd elektryczny płynący przez memrystory zmienia stany atomowe tlenu, co powoduje stopniowe i trwałe zmiany w ich oporności elektrycznej[2].

Memrystor (ang. memristor) – jeden z podstawowych biernych elementów elektronicznych[3]; trzy pozostałe to opornik (rezystor), kondensator i cewka. Memrystor (ang. memory resistor – opornik z pamięcią) działa jako pojedyncza komórka pamięci, może być użyty do przechowywania jednego bitu informacji, rezystancja memrystora może być sterowana prądowo[4]. Memrystory mogą być używane do budowy tranzystorów o znacznie mniejszych wymiarach niż na to pozwalały wcześniejsze technologie, a także do konstrukcji pamięci trwałych o znacznie większej gęstości zapisu danych niż tradycyjne dyski twarde, ale o szybkości pracy zbliżonej do pamięci DRAM.

Właściwości fizyczne[edytuj | edytuj kod]

Ilustracja koncepcji memrystora jako elementu elektronicznego
(opisy: Ladning Q – Pojemność Q, Strom I – Prąd I, Spenning U – Napięcie U, Fluks Ø – Strumień magnetyczny Ψ).
Budowa pojedynczej komórki memrystora z domieszką dwutlenku tytanu. U góry: mała przewodność elektryczna; na dole: duża przewodność elektryczna.
Krzywa histerezy memrystora w funkcji częstotliwości kątowej.

Memrystor jest elementem, w którym strumień magnetyczny skojarzony \Psi \, jest funkcją przepływającego przezeń ładunku elektrycznego q \,, tj. w którym \Psi = \Psi(q) \,. Zależność strumienia od ładunku

M(q)\equiv\frac{d\Psi}{dq}

nazwano „memrystancją”[5], przez analogię m.in. do rezystancji.

Memrystancja jest dopełniającą zależnością między dwiema z czterech podstawowych wartości opisujących obwód elektryczny: natężeniem prądu  i \,, napięciem elektrycznym u \,, ładunkiem elektrycznym q \, i strumieniem magnetycznym skojarzonym \Psi \,. Pozostałe pięć z sześciu możliwych kombinacji to:

q(t)=\int_{-\infty}^{t}i(\tau)\, d\tau
\Psi(t)=\int_{-\infty}^{t}u(\tau)\, d\tau

oraz parametry pozostałych trzech podstawowych elementów biernych w elektronice:

rezystancją R \, rezystora \left( R=\frac{du}{di} \right)
indukcyjnością L \, cewki \left( L=\frac{d\Psi}{di} \right)
pojemnością C \, kondensatora \left (C=\frac{dq}{du} \right)

Napięcie u \, na memrystorze związane jest z przepływającym prądem i \, poprzez chwilową wartość jego memrystancji:

u(t) = M(q(t))\,i(t),

gdzie t \, oznacza czas.

Przypisy

  1. Bush S, "HP nano device implements memristor", Electronics Weekly 2008-05-02
  2. Michael Kanellos "HP makes memory from a once-theoretical circuit" 2008-04-30
  3. Zbudują fabrykę memrystorów | KopalniaWiedzy.pl
  4. Dimitri B. Strukov, Gregory S. Snider, Duncan R. Stewart, R Stanley Williams. The missing memristor found. „Nature”. 453, s. 80 - 83, 2008. DOI: 10.1038/nature06932. 
  5. kalka z języka angielskiego (memristance), nie ma jeszcze polskiego odpowiednika

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]