Analog uygulamalar için memristör emülatör devre geliştirilmesi, benzetimi ve uygulaması

Memristörler, gelişmiş bellek depolama ve bilgi işlem teknolojileri için temel bileşenler olarak kabul edilmektedir. Ancak memristörün yaygın olarak benimsenmesi, karmaşık imalat süreçleri ve yüksek maliyetler nedeniyle engellenmektedir. Bu yüzden araştırmacılar, memristörlerin özelliklerini kopyalamak için emülatör devreleri gibi alternatif yaklaşımları araştırmaktadır. Çok sayıda araştırmacı, entegre devre bileşenlerini içeren çeşitli konfigürasyonları, transistör tabanlı tasarımları ve hem entegre devre elemanlarını hem de transistörleri birleştiren hibrit kurulumları içeren çok çeşitli emülatör devrelerinin geliştirilmesini araştırmaktadır. Memristörlerin temel bir özelliği olan histerezis döngüsü, uygulanan gerilim ile ortaya çıkan akım arasındaki ilişkiyi tanımlayarak cihazın hafıza benzeri davranışını sergilemektedir. Memristörlerde, Kıstırma Histerezis Döngüsü (KHD) olarak bilinen histerezis döngüsünün alanı, uygulanan sinyallerin frekansı arttıkça azalır. Bu çalışma, hatırlama davranışını doğru bir şekilde kopyalamak için analog blokları kullanan yüksek frekanslı bir memristör emülatörü önermektedir. Bu araştırma için işlemsel yükselteç tabanlı devreler seçilmiştir. Geleneksel emülatör devrelerinden farklı olarak önerilen tasarım, geniş bir frekans aralığında çalışmasına olanak tanıyan Schottky diyotları ve yüksek hızlı entegre devreleri (IC'ler) içerir. Bu, mevcut karmaşık emülatörlere göre daha basit ve daha uygun maliyetli bir alternatif sunar. Emülatörün teorik formülasyonları, çeşitli frekansları kapsayan ve 100 Hz ila 1 MHz arasında operasyonel işlevsellik gösteren Proteus simülasyonları aracılığıyla titizlikle doğrulanmıştır. Bu çalışma, önerilen emülatörün geniş bir frekans spektrumunda hatırlama davranışını doğru bir şekilde simüle edilmesindeki etkinliğini doğrulamaktadır. Ek olarak, önerilen devreler deneysel olarak uygulanarak geniş bir frekans aralığında hatırlama davranışının kopyalanmasındaki etkinliklerinin daha fazla doğrulanmasını sağlamıştır.