【摘要】：憶阻器作為一種新型非線性二端無源器件,被認(rèn)為是繼電容、電阻和電感之后的第四種基本電路元件。憶阻器以其納米級尺寸和非易失性的特性,有望改變現(xiàn)有的隨機存儲器設(shè)計。此外憶阻器還具有良好的開關(guān)特效、類似人腦神經(jīng)突觸的行為機制,使得它具有比傳統(tǒng)電路元件更廣闊的應(yīng)用前景。濾波器是一種允許一定頻段的信號通過,對其他頻段信號產(chǎn)生較大抑制的頻率選擇電路,隨著大規(guī)模集成電路的蓬勃發(fā)展,目前個人計算機的使用已經(jīng)非常普遍,使得數(shù)字濾波器的實現(xiàn)不僅可以通過集成電路實現(xiàn),還可以通過計算機以軟件方式實現(xiàn)。軟件方式實現(xiàn)的數(shù)字濾波器常用在信號處理、圖像處理等領(lǐng)域。憶阻器的出現(xiàn),使得濾波器的設(shè)計變得更加靈活。在模擬濾波器設(shè)計中,電阻阻值和電容大小決定RC濾波電路的截止頻率,用憶阻器替換電阻元件,通過憶阻器阻值調(diào)整電路控制憶阻器阻值,能夠靈活的設(shè)置RC電路的截止頻率。加之憶阻器屬于納米級器件,因此憶阻器應(yīng)用到模擬濾波器設(shè)計中對工藝改進、降低功耗都有潛在的價值。在數(shù)字濾波器設(shè)計中,則不能像模擬濾波器那樣簡單的替換電阻元件,憶阻器通常被組織成憶阻器交叉矩陣存儲數(shù)字濾波器的系數(shù),從而實現(xiàn)將憶阻器用于數(shù)字濾波器的設(shè)計中。本文在基于憶阻器的數(shù)字濾波器仿真實現(xiàn)研究中,主要做了如下的貢獻:1.本文在Simulink仿真平臺設(shè)計了憶阻器模型,并提出該模型的阻值調(diào)整方案,阻值調(diào)整方案得到實現(xiàn)和驗證。2.本文實現(xiàn)了 Simulink仿真平臺下基于憶阻器的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計,對疊加了高頻隨機信號的正弦波信號進行濾波還原實驗,實驗結(jié)果表明本文設(shè)計的基于憶阻器的FIR數(shù)字濾波器和傳統(tǒng)FIR數(shù)字濾波器具有幾乎近似的濾波效果。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN713.7
【圖文】：

惠普實驗室為了尋找新一代存儲介質(zhì)的初衷。逡逑惠普實驗室的科研人員使用納米材料的金屬鉑－二氧化鈦－金屬柏實現(xiàn)了憶阻逡逑器，并且發(fā)現(xiàn)其具有獨特的Ｉ－Ｖ滯回曲線，如圖２．２所示。逡逑６逡逑

Ｆｉｇ邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｖｏｌｔ邋ａｍｐｅｒｅ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＨＰ邋ｍｅｍｒｉｓｔｏｒ逡逑該器件是典型的金屬－氧化物－金屬混合結(jié)構(gòu)，它由兩片金屬鉑薄片夾著一片二逡逑氧化鈦薄膜（厚度約丨0納米）構(gòu)成。二氧化鈦薄膜被分為上下兩層，其中一層是逡逑摻雜的二氧化鈦層，另一層是無摻雜的二氧化鈦層，摻雜區(qū)因缺少氧原子（空穴）逡逑帶正電，導(dǎo)電性更好對電流的阻礙較小。當(dāng)電荷（電流）從無摻雜層流向摻雜層逡逑的一邊時，在外部電場的作用下，無摻雜區(qū)會向摻雜區(qū)推進，使得二氧化鈦薄膜逡逑整體的摻雜區(qū)所占比例減少，材料整體電阻增大。與此相反，當(dāng)電荷（電流）從逡逑摻雜層流向無摻雜層的一邊時，在外部電場的作用下，摻雜區(qū)會向無摻雜區(qū)推進，逡逑使得二氧化鈦薄膜整體的摻雜區(qū)所占比例增大，材料整體電阻降低。惠普實驗室逡逑的納米級憶阻器實物整體上類似一個滑動變阻器。逡逑金屬－氧化物－金屬的憶阻器模型是一個納米級系統(tǒng)，在外部偏置電壓激勵下，逡逑原子和固態(tài)離子從耦合的狀態(tài)中漂移出來，產(chǎn)生了憶阻特性。當(dāng)限制摻雜區(qū)域厚逡逑度０在零到二氧化鈦薄膜厚度Ｄ的范圍內(nèi)變化時，憶阻器能夠表現(xiàn)出完美的記性逡逑特性（Ｉ－Ｖ滯回曲線）。逡逑Ｈ前憶阻器逐漸被應(yīng)用到多個領(lǐng)域，其中主要包括存儲、邏輯計算、混沌電逡逑

惠普二氧化鈦憶阻器模型是一種典型的金屬－氧化物－金屬混合結(jié)構(gòu)，它由兩塊逡逑金屬鉑夾著一片二氧化鈦薄膜（約１０納米厚）構(gòu)成，二氧化鈦薄膜分為摻雜區(qū)域逡逑和非摻雜區(qū)域。結(jié)構(gòu)如圖２．３所示。摻雜區(qū)包含大量氧空穴，電導(dǎo)性良好，阻值較逡逑��；非摻雜區(qū)不含氧空穴，電導(dǎo)性很差，阻值很大�；萜諔涀杵鞯膽涀枳柚档扔阱义隙趸亾诫s區(qū)和非摻雜區(qū)的憶阻阻值之和。逡逑８逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2770995