ממריסטור – הבדלי גרסאות
שורה 38: | שורה 38: | ||
== מאפיינים בסיסיים == |
== מאפיינים בסיסיים == |
||
ממריסטור הינו רכיב בעל התנגדות משתנה, המתבטאת באופיין |
ממריסטור הינו רכיב בעל התנגדות משתנה, המתבטאת באופיין [[היסטרזיס]] של עקומת המתח-זרם שלו. ניתן לשנות את התנגדותו על ידי הזרמת זרם גדול בממריסטור נשלט מטען (או הפעלת ממתח גדול בממריסטור נשלט שטף), אולם על ידי הזרמת זרמים קטנים מספיק, התנגדותו תהיה קבועה, ונוכל למדוד אותה באמצעים המקובלים. הסיבה לכך היא שהזרמת הזרם (או הפעלת המתח) משנה את משתנה המצב של הממריסטור ולכן גם את התנגדותו האפקטיבית, אולם ישנם "זרמי סף" ו "מתחי סף" (באנגלית: [[Threshold voltage]]) שהינם מספיק קטנים כדי לא לחולל שום שינוי במצבו של הממריסטור. הדבר דומה לבעיה ידועה ממכניקה בה כוח הפועל כנגד כוח חיכוך סטטי, אינו גורם לתאוצה או שינוי כלשהו, אם הוא אינו גדול מחיכוך סטטי זה. |
||
גרסה מ־11:10, 13 במאי 2011
ממריסטור הוא רכיב חשמלי פסיבי אשר קיומו התאורטי נובא מטעמי סימטריה מתמטיים על ידי פרופסור לאון צ'ואה במאמר שפרסם בשנת 1971. מקובל כיום לפיכך להתייחס אליו כרכיב החשמלי הפסיבי הרביעי: בנוסף לנגד, קבל וסליל.
היסטוריה
בשנת 2008 פורסם מאמר של חברת HP במגזין נייצ'ר ובו תיארו החוקרים, בראשותו של סטן ויליאמס, כיצד התקן TiOx שהם ייצרו, מגלה תכונות "ממריזטיביות". מאז יוצרו סוגים שונים של ממריסטורים בחברות שונות, כדוגמת STT MRAM.
הסימטריה המתמטית
משוואת הקבל:
משוואת הסליל:
המתח כנגזרת השטף(חוק לנץ):
הזרם כנגזרת המטען:
ממשוואות אלו ניתן לשרטט את הדיאגרמה הבאה:
ניתן לראות כיצד הממריסטור מהווה את החוליה החסרה המקשרת בין השטף המגנטי למטען החשמלי. מכיוון שכך, ניתן לגזור את משוואת הקשר שבין השטף המגנטי למטען, ולקבל 2 סוגי ממריסטורים:
ממריסטור נשלט שטף:
, כאשר מוגדר להיות משתנה המצב של הממריסטור לפי הקשר
ממריסטור נשלט מטען:
, כאשר מוגדר להיות משתנה המצב של הממריסטור לפי הקשר
מאפיינים בסיסיים
ממריסטור הינו רכיב בעל התנגדות משתנה, המתבטאת באופיין היסטרזיס של עקומת המתח-זרם שלו. ניתן לשנות את התנגדותו על ידי הזרמת זרם גדול בממריסטור נשלט מטען (או הפעלת ממתח גדול בממריסטור נשלט שטף), אולם על ידי הזרמת זרמים קטנים מספיק, התנגדותו תהיה קבועה, ונוכל למדוד אותה באמצעים המקובלים. הסיבה לכך היא שהזרמת הזרם (או הפעלת המתח) משנה את משתנה המצב של הממריסטור ולכן גם את התנגדותו האפקטיבית, אולם ישנם "זרמי סף" ו "מתחי סף" (באנגלית: Threshold voltage) שהינם מספיק קטנים כדי לא לחולל שום שינוי במצבו של הממריסטור. הדבר דומה לבעיה ידועה ממכניקה בה כוח הפועל כנגד כוח חיכוך סטטי, אינו גורם לתאוצה או שינוי כלשהו, אם הוא אינו גדול מחיכוך סטטי זה.
בשל תכונות אלו, ניתן לחשוב על ממריסטור כעל רכיב מיתוג אפשרי. על ידי הזרמת זרם רב ולזמן מספיק בכיוון אחד של ההתקן, נוכל לקבוע את התנגדותו לערך ידוע, ולערך אחר על ידי הזרמת זרם הכיוון השני. פעולת קריאת המידע, תוכל להתבצע ללא פריקה או טעינה של קבל כמקובל כיום בחלק מן הזיכרונות האלקטרוניים, אלא על ידי הזרמת זרם הנמוך מזרם הסף, ומדידת המתח על ההתקן.
בנוסף לכך, אין ההתנגדות של הממריסטור צפויה להשתנות עם הזמן אם לא יוזרם דרכו זרם, ולהבדיל מקבל שבו כמות המטען שבו, המהווה את המידע הבינארי האצור עליו, זולגת עם הזמן -דבר המצריך רענון וטעינה מחודשת של הקבל מידי זמן, בממריסטור אין המידע (שהוא ההתנגדות עצמה), נאבד ואין הממריסטור זקוק לרענון וטעינה מחודשת. משום כך, עוסקים כיום בתחום זה מספר הולך וגדל של חוקרים, המקווים כי יתגלו בממריסטור תכונות אלו אשר יאפשרו בעתיד צמצום ההספק בהתקנים אלקטרוניים.
סימולציה לממריסטור נשלט שטף מבוסס Titanium Dioxide
בסימולציה זאת, הוזרם זרם חליפין בתדירות קבועה דרך ממריסטור ונמדד המתח בין הדקיו. התקבל גרף של המתח כנגד הזרם אשר עבר בהתקן בכל רגע.ניתן לראות כאן כיצד באה לידי ביטוי התנגדותו המשתנה של הממריסטור: בעוד שעבור נגד רגיל היו מתקבלים שיפועי מתח/זרם קבועים בערכם, בגרף ניתן לראות שיפועים משתנים.
קישורים חיצוניים
- לאון צ'ואה, Memristor-The Missing Circuit Element
- missing memristor found
- הממריסטור ישנה את המחשבים, האלקטרוניקה ויכבוש את העולם טכנולוגיה בשפה פשוטה E-News.co.il
- רשימת רפרנסים ולינקים למאמרים ולאתרים העוסקים בממריסטור
חשמל | ||
---|---|---|
מושגי יסוד | מטען • שדה חשמלי • אנרגיה פוטנציאלית חשמלית • פוטנציאל • מתח • כא"מ • זרם • התנגדות ומוליכות • עכבה • הספק • השראות • זרם ישר • זרם חילופין • מעגל חשמלי • תהודה • עכבה אופיינית | |
רכיבים בסיסים | מקור מתח • מקור זרם • נגד • קבל • משרן • ממריסטור • שנאי • מפסק • מבדד | |
מכשירי מדידה | מד מתח • מד זרם • מד התנגדות • אלקטרוסקופ • גלוונומטר • מד קיבול • מד השראות • רב מודד • אוסצילוסקופ • מחולל אותות | |
אלקטרוניקה | מוליך למחצה • דיודה • טרנזיסטור • מיתוג • שפופרת ריק • טריודה • דיודה פולטת אור (לד) • מגבר שרת • מסנן תדרים • מעגל משולב • מעגל מודפס • VLSI • מיקרואלקטרוניקה | |
זרם חזק | גנרטור חשמלי • מנוע חשמלי • תחנת כוח • מתקן חשמל דירתי • מערכת חלוקה • רשת חשמל • מערכת תלת-פאזית | |
בטיחות בחשמל | התחשמלות • לוח חשמל • קצר חשמלי • נתיך • הארקה • ממסר פחת • מפסק אוטומטי • צבע חוטי החשמל | |
חוקים פיזיקליים | חוק קולון • חוק גאוס • חוק אוהם • חוקי קירכהוף • חוק שימור המטען החשמלי • חוק פאראדיי |