基于忆阻器的耦合行为与突触电路研究

摘要

随着电子技术和材料工艺的发展，复杂信息处理的方式越来越高效简洁。作为纳米级材料的最新成果，忆阻器将磁通量和电荷联系起来，并且带有记忆特性，加上其天然的纳米级尺寸，受到了学术界和工业界的极大关注和研究。同时，忆阻器能够模拟人类大脑中突触的记忆功能，这有望彻底改变计算机的工作方式和信息处理方式。
　　本文分析了忆阻器的研究现状，紧接着总结了忆阻器相关数学模型的理论和仿真。然后，对忆阻器间的耦合行为进行了详细分析，探讨了初始阻值对忆阻器工作范围的影响。最后，对忆阻桥突触电路进行了相关分析和仿真实验，并且针对其不足进行了改进。
　　首先，本文分析了惠普忆阻器、自旋忆阻器和磁控耦合忆阻器的数学模型，并且进行了理论分析和仿真实验。
　　其次，在磁控忆阻器的基础上构建了磁控耦合忆阻器的数学模型，总结了不同连接方向下的忆阻器串并联的耦合行为，而且利用设计的图形用户界面直观的展示了耦合忆阻器的关系曲线。然后，讨论了不同初始忆阻值下，忆阻器正常工作范围的变化。紧接着利用Pspice仿真电路，从电路的方向出发，再次展示了忆阻器之间的耦合行为。
　　最后，对忆阻桥突触电路权重的更新规则进行了详细说明，并且利用电路仿真软件对其进行了仿真实验。本文对忆阻桥突触电路进行了改进，构建了新型的忆阻桥突触电路，节省了电流信号和电压信号之间相互转换的过程。

目录

声明

第一章 引言

1.1 忆阻器的研究现状

1.2 忆阻器耦合行为的研究现状

1.3 忆阻器与神经网络的发展

1.4 论文研究意义

1.5 论文主要工作及结构

第二章 三类忆阻器的数学模型及仿真

2.1 惠普忆阻器

2.2 自旋忆阻器

2.3 磁控耦合忆阻器

2.4 小结

第三章 基于磁控忆阻器的耦合连接特性

3.1 忆阻器串并联的耦合效应

3.2 仿真结果分析

3.3 图形用户界面的设计

3.4 初始阻值对忆阻器正常工作范围的影响

3.5 Pspice电路仿真器的实现

3.6 小结

第四章 新型忆阻桥突触电路

4.1 忆阻桥突触电路

4.2 改进的忆阻桥突触电路

4.3 小结

第五章 总结与展望

5.1 本文的主要工作

5.2 下一步工作思路

参考文献

致谢

攻读硕士期间已发表的学术论文

攻读硕士期间参加的科研项目