本文關(guān)鍵詞：基于憶阻器的超寬帶電路研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：憶阻器作為第四種基本無源元件,因其納米尺寸,快速的開關(guān)性,低功耗等特點正受到了越來越多的關(guān)注和研究。憶阻器與其他無源元件的組合電路能夠產(chǎn)生非常規(guī)的波形,本文以適合高頻的憶阻器為研究對象,研究了憶阻器的模型和器件特性,并將其應(yīng)用于產(chǎn)生超寬帶信號的電路中。首先,介紹了憶阻器和超寬帶脈沖產(chǎn)生電路的研究現(xiàn)狀,闡述了憶阻器的理論與工作機制,詳細分析了氧化鉭憶阻器的物理結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電機制、制備工藝和數(shù)學(xué)模型,通過MATLAB軟件進行了數(shù)值模擬,得到了憶阻器的滯回特性曲線,并建立SPICE模型,通過仿真同樣表明了憶阻器的非線性特性。其次,設(shè)計了基于憶阻器的UWB信號發(fā)生器,通過MATLAB和SPICE軟件從行為級和電路級兩個方面對信號發(fā)生器進行了模擬,仿真結(jié)果:中心頻率為5 GHz的輸出信號,都具有2 GHz左右的帶寬,證明了基于該憶阻器的超寬帶信號發(fā)生電路的可行性。最后,分析了組成UWB信號發(fā)生器的螺旋電感、MIM電容、薄膜電阻和傳輸線的高頻特性,隨后對基于該信號發(fā)生器的片上電感進行了理論分析,使用HFSS軟件設(shè)計了一個L值為5.7 n H,最大Q值為13.3,自諧振頻率為9.1 GHz的片上電感。同時也設(shè)計了基于理想信號發(fā)生器的一個0.12 p F的MIM電容和一個50Ω的薄膜電阻,并對含有寄生參數(shù)的信號發(fā)生器進行了仿真,其結(jié)果:中心頻率為5 GHz的輸出信號,具有1.5 GHz左右的帶寬,仍屬超寬帶信號。
【關(guān)鍵詞】：憶阻器 氧化鉭 SPICE模型 超寬帶信號
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 憶阻器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.1.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2 UWB脈沖形成電路研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 利用數(shù)字電路產(chǎn)生U W B脈沖14-15
• 1.2.2 基于雪崩晶體管的U W B脈沖形成電路15-16
• 1.2.3 基于階躍恢復(fù)二級管的UWB脈沖形成電路16-17
• 1.2.4 基于光電器件的UWB脈沖形成電路17-18
• 1.2.5 基于憶阻器的UWB信號產(chǎn)生電路18
• 1.3 研究目的和意義18-19
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 2 憶阻器的理論及物理基礎(chǔ)20-33
• 2.1 憶阻器的概念20
• 2.2 憶阻器的基本電路理論20-22
• 2.3 憶阻器的工作機理22-27
• 2.3.1 邊界遷移模型23-24
• 2.3.2 絕緣體 - 金屬轉(zhuǎn)變機制24
• 2.3.3 電子自旋阻塞模型24-25
• 2.3.4 氧化還原反應(yīng)25
• 2.3.5 絲電導(dǎo)機制25-27
• 2.4 憶阻器的數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.5 憶阻器的制備工藝29-32
• 2.5.1 一般工藝方法30-31
• 2.5.2 納米壓印光刻工藝31
• 2.5.3 原子層沉積工藝31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 氧化鉭憶阻器的建模及仿真33-44
• 3.1 氧化鉭憶阻器的分析33-35
• 3.1.1 氧化鉭憶阻器的物理結(jié)構(gòu)33-34
• 3.1.2 氧化鉭憶阻器的導(dǎo)電機制34-35
• 3.1.3 氧化鉭憶阻器的制備工藝35
• 3.2 氧化鉭憶阻器的行為分析35-39
• 3.2.1 氧化鉭憶阻器的數(shù)學(xué)模型36-37
• 3.2.2 數(shù)值仿真37-39
• 3.3 氧化鉭憶阻器的SPICE建模與仿真39-43
• 3.3.1 SPICE模型的結(jié)構(gòu)分析39-40
• 3.3.2 氧化鉭憶阻器的SPICE模型40-41
• 3.3.3 SPICE模型仿真41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 4 基于憶阻器的UWB信號產(chǎn)生電路44-52
• 4.1 憶阻器的應(yīng)用44
• 4.2 基于憶阻器的UWB信號發(fā)生器電路44-47
• 4.2.1 電路結(jié)構(gòu)44-46
• 4.2.2 系統(tǒng)方程46-47
• 4.3 基于憶阻器的UWB信號發(fā)生器的仿真分析47-51
• 4.3.1 信號發(fā)生器的行為級仿真47-48
• 4.3.2 信號發(fā)生器的電路實現(xiàn)48-50
• 4.3.3 信號發(fā)生器的混沌行為50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 基于憶阻器的UWB信號發(fā)生器關(guān)鍵電路52-79
• 5.1 無源元件的高頻特性分析52-60
• 5.1.1 電感52-55
• 5.1.2 電容55-56
• 5.1.3 電阻56-58
• 5.1.4 傳輸線58-60
• 5.2 信號發(fā)生器的片上電感設(shè)計60-72
• 5.2.1 電感的理論分析基礎(chǔ)60-63
• 5.2.2 片上電感的性能分析63-69
• 5.2.3 片上電感的設(shè)計與優(yōu)化69-72
• 5.3 信號發(fā)生器的電容和電阻設(shè)計72-76
• 5.3.1 電容設(shè)計及等效電路參數(shù)提取72-74
• 5.3.2 電阻設(shè)計及等效電路參數(shù)提取74-76
• 5.4 含有寄生參數(shù)的U W B信號發(fā)生器76-77
• 5.5 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)論79-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 曲翔;徐文婷;肖清華;劉斌;閆志瑞;周旗鋼;;憶阻器材料的研究進展[J];材料導(dǎo)報;2012年11期

2 胡小方;段書凱;王麗丹;廖曉峰;;憶阻器交叉陣列及在圖像處理中的應(yīng)用[J];中國科學(xué):信息科學(xué);2011年04期

3 張旭;周玉澤;閉強;楊興華;俎云霄;;有邊界條件的憶阻元件模型及其性質(zhì)[J];物理學(xué)報;2010年09期

  本文關(guān)鍵詞：基于憶阻器的超寬帶電路研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：292497