[发明专利]一种浮地型分数阶记忆元件的通用等效电路

说明书

本发明具体涉及一种浮地型分数阶记忆元件的通用等效电路。其技术方案是：浮地型分数阶记忆元件的通用等效电路由四个电流传输器和五个阻抗元件组成，结构简单，在不改变电路拓扑结构的情况下，通过改变第一阻抗元件(3)、第二阻抗元件(5)、第三阻抗元件(1)、第四阻抗元件(6)和第五阻抗元件(8)的元件类型，能将任意一种接地型分数阶记忆元件转换成任意一种浮地型分数阶记忆元件，通用性强；浮地型分数阶记忆元件的通用等效电路在端子A和端子B之间施加激励电压信号v(t)后，能够保证端子A的电流i₁(t)和端子B的电流i₂(t)相等，使用时浮地型分数阶记忆元件的通用等效电路的端子A和端子B都能与其他电路中的元件进行任意连接，灵活性高。

技术领域

本发明属于记忆元件的等效电路技术领域。具体涉及一种浮地型分数阶记忆元件的通用等效电路。

背景技术

2009年，在忆阻器的基础上，蔡少棠教授和Ventra等人提出了忆容器和忆感器的概念，并称它们为记忆元件(Ventra M D,Pershin Y V,Chua L O.Circuit Elements WithMemory:Memristors,Memcapacitors,and Meminductors[J].Proceedings of the IEEE,2009,97(10):1717-1724.)，其中，忆阻器表征磁通和电荷的关系、忆容器表征电荷的积分和磁通的关系、忆感器表征磁通的积分和电荷的关系。由于受限于严苛的实验环境和精密的纳米技术，目前仅忆阻器的实物制备成功，但也没有实现商品化的生产，而忆容器和忆感器更是还未能制备出实物。因此，为了便于广大科研人员分析和研究记忆元件的特性及其相关应用，设计等效电路来实现不同的记忆元件成为一种方便、高效的办法。

2013年杨汝等人发明了“磁控忆阻器的一种双端有源等效电路”(CN103297026A)专利技术；2016年，王光义等人发明了“一种磁控忆容器等效电路”(CN105373677A)专利技术；2018年，甘朝晖等人先后发明了“一种分数阶忆阻器的等效电路”(CN108319797A)、“一种分数阶忆容器的等效电路(CN108334700A)”和“一种分数阶忆感器的等效电路”(CN108509704A)专利技术；2019年，袁方等人发明了一种“二次曲线忆感器等效模拟电路”(CN109885858A)专利技术。这些等效电路都是使用了大量的运放以及阻容元件实现的单一类型的记忆元件，电路复杂，使用不够灵活。因此，实现一种电路结构简单、能够完成记忆元件之间转换的等效电路成为了当前研究的新热点。

X.Y.Wang等人(Wang X Y,Fitch A L,Iu H H C,et al.Design of amemcapacitor emulator based on a memristor[J].Physics Letters A,2012,376(4):394-399.)设计出了一种LDR忆阻器等效电路，然后根据忆阻器和忆容器的转换关系得到忆容器电路。梁燕等人(梁燕,于东升,陈昊.基于模拟电路的新型忆感器等效模型[J].物理学报,2013,62(15):158501-1-158501-10.)利用光敏电阻阻值的可控性建立了忆阻器等效电路模型，然后根据忆阻器和忆感器的转换关系得到忆感器等效电路。吴梦雯等人(吴梦雯,甘朝晖,吴宇鑫.一种基于压控型忆阻器的忆容器模型[J].微电子学与计算机,2015,000(011):166-171.)根据忆阻器与忆容器的线性转换关系，设计出了一种将忆阻器转换成忆容器的等效电路。这些等效电路都只实现了记忆元件之间的一种转换关系，并且转换得到的都是接地型的记忆元件，在电路应用中具有很大的局限性。