Nonlineer sürüklenme hızlı memristör modellerini kullanarak memristif anahtarlama zamanı hesabı

Abstract

Dr. Leon Chua 1971'de yaptığı çalışmada direnç, endüktör ve kondansatörün yanı sıra dördüncü temel devre elemanı olan Memristör'ü tanımlamış ve memristör elemanının özelliklerini, yük ve akı arasında olduğunu kabul ettiği "kayıp ilişki" olarak tanımladığı ilişkiden türetmiştir. 2008 yılında HP laboratuvarlarında yapılan araştırmalarda memristör gibi davranan TiO_2 ince filmlerin keşfi yapılmıştır. Bu keşfin peşi sıra, bu yeni elektronik devre elemanının yapısı, modellenmesi, bulunduğu devrelerin analizi ve uygulamaları üzerine araştırmalar başladı. Rezistif ya da memristif anahtarlama olarak adlandırılan memristörün direncinin minimum değerinden maksimum değerine ya da maksimum değerinden minimum değerine geçiş olayı ve bu geçiş için gereken zamanın değeri özellikle rezistif bilgisayar hafızaları uygulamaları için oldukça önemlidir. Bir memristörün anahtarlama zamanı deneylerle ölçülmesi ve memristör parametrelerinden hesaplanması gereken önemli bir parametredir. Literatürde, bildiğimiz kadarıyla, rezistif anahtarlama zamanları HP memristör modeli ve bir parçalı doğrusal yük-akı karakteristikli memristör modeli dışında hesaplanmamıştır. Bu tez çalışmasında, pencere fonksiyonu kullanan doğrusal olmayan sürüklenme hızlı bazı iyi bilinen memristör modellerinin memristif anahtarlama zamanları hesaplanmıştır. Bu sonuçlardan ilham alınarak yeni bir memristör pencere fonksiyonu önerilmiştir. Yeni modelin bu çalışmada kullanılan diğer memristör modelleri ile karşılaştırılması yapılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar ileride daha gerçekçi memristör modellerinin yapılması için kullanılabilir.

Dr. Leon Chua described the Memristor as the fourth fundamental circuit element in addition to the resistor, inductor and capacitor in his study in 1971 and derived the properties of the memristor element from the relationship he named as the "missing relationship", which he considered to be between charge and flux. The discovery of TiO_2 thin films, which behave as memristors, was made in researches carried out in HP laboratories in 2008. Following this discovery, research on the structure, modeling, analysis and applications of this new electronic circuit element began. The transition from the minimum value to the maximum value or from the maximum value to the minimum value of the resistance of the memristor, which is called resistive or memristive switching, and the value of the time required for this transition are especially important for resistive computer memory applications. The switching time of a memristor is an important parameter that should be measured by experiments and calculated from the memristor parameters. In the literature, to the best of our knowledge, the resistive switching times have not been calculated except for the HP memristor model and a memristor model with a piecewise linear charge-flux characteristics. In this thesis, the memristive switching times of some well-known memristor models with nonlinear drift speed using a window function are calculated. Inspired by these results, a new memristor window function is proposed. The new model is compared with other memristor models used in this study. The results obtained from this study can be used to make more realistic memristor models in the future.