משתמש:Ohad hasan/ממריסטור
ממריסטור (מאנגלית הלחם המילים "memory resistor" –"נגד זיכרון") הוא רכיב חשמלי פסיבי רביעי, בנוסף לנגד, קבל וסליל. הממריסטור היה תיאורטי עד שנת 2008 , הממריסטור הינו רכיב חשמלי פסיבי שהתנגדותו תלויה בכמות הזרם שעבר בו לפני כן.
הממריסטור הוא מוליך למחצה, המבנה של הממריסטור הוא חומר כלשהו שעטוף בשתי פיסות מתכת כלשהי.
אם מזרימים זרם, אחד האזורים (המסומם או הלא מסומם) יגדל, תלוי מאיזה כיוון זורם הזרם (איור 1). אופיין המתח\זרם של הממריסטור הוא היסטרזיס כאשר בראשית הצירים מתקבלת רק הנקודה (0,0). בהיסטרזיס אין X אחד לY אחד אל שני Y לX אחד. כאשר המתח המופעל על הרכיב גדול ממתח כלשהו, אז הממריסטור מגיע להתנגדות מקסימלית\מינימלי (רוויה), מתפקד באופן זמני כנגד רגיל, וכאשר המתח יחזור להיות בטווח המתאים הממריסטור יחזור להציג אופיין בעל היסטרזיס. לממריסטורים יש זיכרון. הם זוכרים את הזרם שעבר בהם בעבר. גם כאשר הפסיק לעבור בהם זרם הם זוכרים את ההיסטוריה ומתנגדים בהתאם. ההתנגדויות הקיצוניות של הממריסטור קרויות בשמות Ron כאשר ההתנגדות נמוכה, ו Roff כאשר ההתנגדות גבוהה.[1] [2]
מאפיינים ושימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]
ממריסטור הינו רכיב בעל התנגדות חשמלית משתנה, המתבטאת בהיסטרזיס כפולה בעקומת המתח-זרם שלו. ניתן לשנות את התנגדותו על ידי הזרמת זרם חשמלי, אם תגדיל את הזרם בכיוון אחד ההתנגדות של הממריסטור תגדל ובכיוון השני היא תקטן. לממריסטור יש מתח סף. כאשר המתח המופעל גדול מן מתח הסף, אז הממריסטור מתנהג כנגד רגיל. הממריסטור שומר על מצב ההתנגדות שלו גם כאשר הוא כבוי. מן היישומים שאפשר להשתמש בממריסטור על מנת לממשם נמנית תכונת הזיכרון: המאפיין הקודם שצוין עשוי להועיל לכך :נחשיב את מצב הממריסטור באותו רגע כ'0' או '1' ("התנגדות גדולה" ו"התנגדות קטנה") שזה מסתמך על הזרם שנכנס בו לפני כן. זיכרון שבנוי בצורה כזו נקרא זיכרון שאינו נדיף (non volatile). בעזרת הממריסטורים יהיה אפשר לבצע פעולות לוגיות בתוך הזיכרון מה שיחסוך את הזמן שלוקח למידע לעבור בין הזיכרון למעבד, ובכך ינפיק יעילות רבה יותר לחישובים פשוטים בעזרת שערים לוגיים שמסוגלים להתממש בעזרת התכונה הייחודית של הממריסטור. שער NOR הוא השער שיתאים לשימוש בזיכרון. בחלק מהממריסטורים הפעלת מתח או זרם ייגרמו לשינוי עצום בהתנגדות שלהם. ממריסטורים כאלה ייחשבו כמתגים. חשוב לזכור שטכנולוגיית הממריסטור כבר קיימת.
יש הרבה אופציות לשימושים בממריסטורים, נמנה כמה מהם: על סמך העובדה שהגדרנו את הממריסטור כרכיב בעל זיכרון, השימוש הבסיסי הוא להשתמש בו בתור תאי זיכרון. אפשר להשתמש בממריסטור גם כדי ליצור מעגלים חשמליים שמשתמשים בטווח ההתנגדות של הממריסטור לשימושים בתדרי רדיו. בנוסף, אפשר ליצור מעגלים נוירו מורפיים המחקים את פעולת המוח האנושי. שימוש נוסף הוא ביצוע לוגיקה. באמצעות ממריסטורים יש שיטות רבות לבצע לוגיקה כזאת. [2] [3]
היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]
לאון צ'ואה פרסם בשנת 1971 את המאמר על הממריסטור בנוסף לשלושת הרכיבים החשמליים הפסיביים שקיימים כיום: נגד, קבל וסליל. זה המאמר שקיבע את המונח במשמעותו המוכרת כיום. צ'ואה הציג את קיומו המשוער של רכיב נוסף על נגד, קבל וסליל, מטעמי סימטריה, וניתח את תכונותיו הצפויות ושימושיו האפשריים.
בשנת 2008 פרסמו חוקרים מחברת HP בראשותו של סטן ויליאמס מאמר במגזין נייצ'ר, ובו טענו כי גילו את הרכיב החסר. המאמר תיאר כיצד התקן תחמוצת טיטניום דו חמצני (דיאוקסיד) שהם ייצרו, מגלה תכונות "ממריסטיביות". נציגים של חברת HP ציינו שעד סוף 2013 ניתן לצפות להשקה של רכיב ממריסטור כהתקן בשיווק מסחרי.אך עדיין לא הגיעו הממריסטורים לשימוש מסחרי ואנחנו לא יודעים מתי הם יגיעו להשקה מסחרית בינתיים הוא משווק למטרות מחקר ומיוצר במעבדות נוספות בעולם.[1] [3]
מבנה[עריכת קוד מקור | עריכה]
המבנה של הממריסטור מורכב משכבה דקה בין שתי חתיכות מתכת מסומם ושאינו מסומם (doped and no doped) הכוונה במסומם היא שהחלק המסומם יש בו יותר התנגדות משום שיש בו יותר אטומים ופחות יונים שמעבירים חשמל ומשום כך ההתנגדות גדולה לעומת כשאינו מסומם ואז הזרם מוזרם ביותר קלות אך עדיין יש התנגדות קטנה שפועלת על הממריסטור החלק המסומם מסומן באות W כל אורך הממריסטור מסומן באות L כאשר גדל כך גם ההתנגדות גדלה וזה תלוי באורך L .[1] [3]
קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]
- [1] V. P. S. Kirar, "Memristor: the Missing Circuit Element and its Application." International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering, Vol. 6, No. 12, pp. 1395-1397, Dec. 2012.
- [2 R. B. Hur and S. Kvatinsky, "Memory Processing Unit for In-Memory Processing," IEEE/ACM International Symposium on Nanoscale Architectures (NANOARCH), Beijing, pp. 171-172, Jul 2016.
- [3] S. Kvatinsky, D. Belousov, S. Liman, G. Satat, N. Wald, E.G. Friedman, A. Kolodny and U.C. Weiser, "MAGIC—Memristor-Aided Logic," in IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, Vol. 61, No. 11, pp. 895-899, Nov. 2014.