O que é um Memristor? Tipos de memristores e suas aplicações

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O conceito de memística ou teoria de memristor foi implementado por Leon Ong Chua. Ele é professor dos departamentos de ciências da computação e engenharia elétrica da Universidade da Califórnia. O desempenho do interruptor do memristor foi revelado pelos cientistas do laboratório da HP enquanto tentavam descobrir os interruptores da barra transversal. Os memristores também são conhecidos como interruptores de matriz porque são usados ​​principalmente para conectar várias entradas e saídas na forma de uma matriz. O professor Leon Chua observou os modelos de capacitor, resistor e indutor . E ele observou uma peça faltando que é chamada de memristor ou resistor de memória. A representação prática deste resistor de memória foi expandida em 2006 pelo cientista Stanley Williams. Essa tecnologia foi descoberta há mais de algumas décadas, embora tenha sido inventada nos últimos tempos.

O que são Memristors?

Nós sabemos que todo circuito eletronico pode ser projetado usando vários componentes passivos, ou seja, resistores, capacitores, bem como indutores, mas haverá um quarto componente essencial que é denominado memristor. Esses são semicondutores usados para unir componentes passivos para formar um quarto componente, e a resistência é chamada de memristância. É uma resistência que depende da carga em circuitos de memristor e a unidade de resistência é ohm.




Memristor

Memristor

A forma completa do memristor é memória + resistor. Portanto, este é o quarto elemento básico. A principal característica do memristor é que ele tem a capacidade de lembrar a história de seu estado. Portanto, aumentando a importância de seu aperfeiçoamento, são muito importantes que seria obrigatório reformular os livros existentes em engenharia eletrônica.



Construção do Memristor

A construção do memristor é mostrada abaixo. É um componente de dois terminais e o memristor trabalhando ou seja, sua resistência reside principalmente na magnitude, tensão aplicada e polaridade. Como a tensão não é aplicada, então a resistência sobra, e isso torna isso um componente não linear e de memória.

Construção do Memristor

Construção do Memristor

O diagrama mostrado acima é a construção do memristor. O memristor usa um dióxido de titânio (TiO2) como um material resistivo. Ele funciona superior a outros tipos de materiais, como dióxido de silício. Quando a voltagem é dada através dos eletrodos de platina, os átomos de Tio2 se espalham para a direita ou esquerda no material com base na polaridade da voltagem, o que torna mais fino ou mais espesso, portanto, dá uma transformação na resistência.

Tipos de Memristor

Os memristores são categorizados em muitos tipos com base no design e uma visão geral desses tipos é discutida abaixo.


  • Memristores de filme fino molecular e iônico
  • Spin and Magnetic Memristors
Tipos de Memristores

Tipos de Memristores

Memristores de filme fino molecular e iônico

Esses tipos de memristores são freqüentemente dependentes de propriedades diferentes do material, pois as redes atômicas de filme leve que exibem histerese reduzem a aplicação de carga. Esses memristores são classificados em quatro tipos que incluem o seguinte.

Dióxido de titânio

Este tipo de memristor é geralmente descoberto para planejamento, bem como modelagem

Polimérico / Iônico

Esses tipos de memristores usam material do tipo polímero ou dopagem ativa de materiais elétricos inertes. Os portadores de carga iônica de estado sólido fluirão em toda a estrutura dos memristores.

Diodo de Tunelamento Ressonante

Esses memristores empregam diodos de ajuste quântico particularmente dopados das camadas de quebra entre as regiões de fontes e de drenagem.

Manganita

Este tipo de memristor usa um substrato de filmes de óxido de bicamada dependendo da manganita como reverso ao memristor de TiO2.

Memristores de base giratória e magnética

Esses tipos de memristores são inversos aos sistemas baseados em moléculas e nanoestruturas iônicas. Esses memristores dependerão do grau da propriedade de spin eletrônico. Nesse tipo de sistema, a divisão eletrônica de spin é responsiva. Eles são categorizados em 2 tipos.

Spintrônico

Neste tipo de memristor, o caminho dos elétrons de spin mudará o estado de magnetização do aparelho, o que altera sua resistência.

Transferência de torque giratório

Neste tipo de memristor, a localização relativa da magnetização dos eletrodos afetará o estado magnético da junção do túnel, que em rotação altera a resistência.

Vantagens e desvantagens do Memristor

As vantagens do memristor incluem principalmente o seguinte.

  • Os memristores ficam muito confortáveis ​​com as interfaces de CMOS , e não usam energia quando estão inativos.
  • Consome menos energia para gerar menos calor.
  • Possui capacidade de armazenamento e velocidade muito altas.
  • Ele tem a capacidade de memorizar o fluxo de carga em um determinado tempo.
  • Quando a energia é interrompida em data centers, ele fornece melhor resiliência e confiabilidade.
  • Inicializações mais rápidas
  • Capaz de restaurar discos rígidos e DRAM

As desvantagens do memristor incluem principalmente o seguinte.

  • Estes não estão disponíveis comercialmente
  • A velocidade das versões existentes é simplesmente 1/10 do que DRAM
  • Ele tem a capacidade de aprender, mas também pode estudar os padrões errados na abertura.
  • O desempenho e a velocidade dos memristores não serão compatíveis com transistores e DRAM
  • Uma vez que todas as informações no PC se tornam não voláteis, a reinicialização não resolverá nenhum problema porque muitas vezes pode ocorrer com a DRAM.

Aplicações de Memristor

  • Este é um componente de dois terminais e resistência variável, que é usado nas seguintes aplicações.
  • Memristores são usados ​​na memória digital, circuitos lógicos , sistemas biológicos e neuromórficos.
  • Memristores são usados ​​em tecnologia de computador, bem como em memória digital
  • Memristors são usados ​​em redes neurais, bem como eletrônicos analógicos.
  • Estes são aplicáveis ​​para aplicações de filtro analógico
  • Aplicações de sensoriamento remoto e baixa potência.
  • Memristores são usados ​​em Lógica Programável e Processamento de Sinal
  • Eles têm sua própria capacidade de armazenar dados analógicos e digitais de um método fácil e eficiente em termos de energia.

Portanto, no futuro, eles podem ser aplicados para realizar a lógica digital com a implicação em seu lugar de Portão NAND . Embora vários memristores tenham sido projetados, ainda existem alguns mais para serem perfeitos. Portanto, isso é tudo sobre memristor e seus tipos . A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que um memristor pode ser usado para armazenar os dados devido ao seu nível de resistência elétrica variar quando a corrente é aplicada. UMA resistor normal dá um nível constante de resistência. Mas um memristor tem uma resistência em alto nível, que pode ser entendido como um PC como um em termos de dados, assim como um baixo nível, pode ser entendido como um zero. Portanto, as informações podem ser reescritas com o controle atual. Aqui fica uma pergunta para você, qual é a principal função do memristor?