SPICE MODEL OF MUTLU-KUMRU MEMRISTOR MODEL AND ITS USAGE FOR ANALYSIS, MODELING, AND SIMULATION OF A MEMRISTOR-BASED SAWTOOTH SIGNAL GENERATOR

Yıl 2024, Cilt: 25 Sayı: 2, 91 - 100, 30.12.2024

Ertuğrul Karakulak , Reşat Mutlu

https://doi.org/10.59314/tujes.1550797

Öz

Memristor has turned into a popular nonlinear circuit element following the discovery of a thin-film system that mimics the behavior of a memristor. Some memristor research has concentrated on developing new memristor models. Some memristor models have window functions. In the literature, there are a lot of different window functions proposed for modeling them. Recently, it has been shown that some memristive models cannot do a complete resistive switching in a finite time and a window function with a finite resistive switching time has been suggested to model a memristor. In this paper, its Spice model has been given. The model is modified using a different shaping factor for each polarity. Its Spice model is made in the LTspice program. As an example, the model is used to simulate a memristor-based sawtooth generator in this study. Its simulation results are also presented to verify the circuit’s operation as a sawtooth signal generator.

Anahtar Kelimeler

Memristor, Memristor model, Sawtooth signal generator, window function.

MUTLU_KUMRU MEMRİSTÖR MODELİNİN SPİCE MODELİ VE TESTEREDİŞİ SİNYAL JENERATÖRÜ İÇİN ANALİZİ MODELLENMESİ VE SİMULASYONU

Öz

Memristor, memristörün davranışını taklit eden ince film sisteminin bulunmasından sonra popüler bir doğrusal olmayan devre elemanına dönüşmüştür. Memristör araştırmalarından bir kısmı yeni memristör modellerinin geliştirilmesi üzerinde yoğunlaşmıştır. Bazı memristör modelleri pencere fonksiyonlarına sahiptir. Literatürde memristörlerin modellenmesi için önerilen birçok farklı pencere fonksiyonu bulunmaktadır. Son zamanlarda, bazı hafızalı modellerinin sonlu bir zamanda tam bir rezistif anahtarlama yapamadığı gösterilmiş ve bir memristörü modellemek için sonlu rezistif anahtarlama zamanlı bir pencere fonksiyonu önerilmiştir. Bu yazıda bu modelin Spice modeli verilmiştir. Model, her polarite için farklı bir şekillendirme katsayısı kullanılarak değiştirilebilmektedir. Spice modeli LTspice programında yapılmıştır. Bu çalışmada örnek olarak, bu model memristör-tabanlı bir testere dişi jeneratörünü simüle etmek için kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları devrenin testere dişi jeneratörü olarak çalıştığını doğrulamak için verilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Memristör, Memristör modeli, Testere Dişi sinyal üreteci, Pencere fonksiyonu

Etik Beyan

Yazarlar bu çalışmada herhangi bir etik ihlali olmadığını ve çıkar çatışması bulunmadığını beyan ederler.

Kaynakça

• Ascoli, A., Tetzlaff, R., Corinto, F., Mirchev, M., & Gilli, M. (2013). Memristor-based filtering applications. LATW 2013 - 14th IEEE Latin-American Test Workshop, 1, 1–6. https://doi.org/10.1109/LATW.2013.6562672
• Berdan, R.; Prodromakis, T.; Toumazou, C. (2012). High precision analogue memristor state tuning. Electronics Letters, 48(18), 1105–1107.
• Biolek, Z., Biolek, D., & Biolková, V. (2009). SPICE model of memristor with nonlinear dopant drift. Radioengineering, 18(2), 210–214.
• Chua, L. (2011). Resistance switching memories are memristors. Applied Physics A, 102(4), 765–783. https://doi.org/10.1007/s00339-011-6264-9
• Chua, L. O. (1971). Memristor—The Missing Circuit Element. IEEE Transactions on Circuit Theory, 18(5), 507–519. https://doi.org/10.1109/TCT.1971.1083337
• Chua, L. O., & Kang, S. M. (1976). Memristive Devices and Systems. Proceedings of the IEEE, 64(2), 209–223. https://doi.org/10.1109/PROC.1976.10092
• Eroğlu, Y. O. A. F. G. A. H. (2017). A new window function for memristor modeling. 8th International Advanced Technologies Symposium, 3498–3502.
• Hernández-Mejía, C., & Torres-Muñoz, D. (2019, February). PWL Window Function for Nonlinear Memristive Systems. In 2019 International Conference on Electronics, Communications and Computers (CONIELECOMP) (pp. 9-13). IEEE.
• Itoh, M., & Chua, L. O. (2008). Memristor oscillators. International Journal of Bifurcation and Chaos, 18(11), 3183–3206. https://doi.org/10.1142/S0218127408022354