SIMULACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UN CIRCUITO EMULADOR DE UN MEMRISTOR (SIMULACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UN CIRCUITO EMULADOR DE UN MEMRISTOR)

Luis Manuel López Jiménez, Alfonso Naimad Alfonso Naimad Lima Villegas, Alejandro Diaz Sánchez

Resumen


Resumen
Desde su descubrimiento hace 50 años y su realización física en el año 2008 en los laboratorios de HP, el memristor, conocido como el cuarto elemento de la electrónica, que ha llegado a ser parte fundamental en el estudio de esta.
Llegando a pronosticarse un aumento de sus aplicaciones en la electrónica comercial, dada su capacidad de volver más eficientes los sistemas electrónicos al reemplazar con un solo memristor el funcionamiento de diez transistores.
Obteniendo la capacidad de memorizar la corriente y su dirección que pasa por él, modificando la resistencia que ofrece, y, funcionar como una resistencia con capacidad de memoria.
El trabajo presente tiene como objetivo
presentar un circuito que es capaz de emular el funcionamiento de un memristor, el cual fue construido con piezas electrónicas comerciales y fácilmente replicable para su análisis, para facilitar el diseño de circuitos basados en memristores, y así predecir su comportamiento ante cambios en la corriente, frecuencia y amplitud que lo atraviesan.
En el presente artículo se presentará el proceso por el cual se llevó a cabo la investigación realizada, primeramente en su estado simulado, para posteriormente pasar a una construcción física, obtención y comparación de resultados, buscando de esta manera una fácil replicación del experimento.
Los resultados experimentales demuestran que el circuito presentado muestra el comportamiento esperado, tanto en la simulación como en un estado de construcción física, al mismo tiempo que presenta una facilidad para el reemplazo y modificación de componentes debido a su construcción con piezas electrónicas comerciales.
Palabras Clave: Corriente, Electrónica, Memristor.

Abstract
Since its discovery 50 years ago and its physical realization in 2008 in the laboratories of Hewlett Packard, the memristor, already known as the fourth element of electronics, has become a fundamental part of the study of electronics.
Despite their few current applications, an increase in commercial electronics applications is predicted, given their ability to make electronic systems more efficient by replacing the operation of ten transistors with a single memristor. In addition, it can memorize the current and the direction that passes through it, modify its resistance, and function as a resistor with memory capacity.
This work aims to present a circuit that can emulate the operation of a memristor. The circuit is built with commercial electronic parts and is easily replicable for analysis. This will facilitate the design of circuits based on memristors and thus predict their behavior to changes in the current, frequency, and amplitude that pass through them.
This article will present the process by which the conducted research was carried out, first in a simulated state and later transitioning to a physical construction, obtaining and comparing results, thereby seeking an easy replication of the experiment.
The experimental results demonstrate that the presented circuit shows the expected behavior, both in simulation and in physical construction, while also allowing for easy replacement and modification of components due to its construction with commercial electronic parts.
Keywords: Current, Electronics, Memristor.

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Referencias


Abraham I. memristor – The fictional circuit element. Scientific Reports, Vol. 8, 2-15. 2018.

Biolek, Z., Biolek, D. y Biolkova, V. SPICE Model of memristor with Nonlinear Dopant Drift. Radioengineering, VOL. 18, NO. 2. 210-214, 2009.

Bo, B., Jian, X., Guo, Z., Zheng, M. y Ling, Z. Chaotic memristive circuit: equivalent circuit realization and dynamical análisis. Chin. Physics. B Vol. 20, No. 12, 120502-1 - 120502-7, 2011.

Chiu, M., Chang, F., Wu, W., Chuang, H., Sheu, S., Chen, S. y Tsai, J. Low Store Energy, Low VDD min, 8T2R Nonvolatile Latch and SRAM With Vertical-Stacked Resistive Memory (Memristor) Devices of Low Power Applications. IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 47, No. 6, 1483-1496, 2012.

Chua, L. Memristor the missing circuit element. IEEE Trans. CIrcuit Theory Vol. 18, No. 5, 507-519, 1971.

Cruz, C. Modelización matemática de curvas experimentales en regímenes estacionarios y dinámicos de memristores. Tesis de Licenciatura, Facultad de ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, 2020.

Duan, S., Hu, X., Wang, L., Li, C., Mazumder, C. Memristor-based RRAM with applications. Science China Information Sciences, Vol. 55, No. 6, 1446-1460, 2012.

García, J. Elaboración y análisis de un macromenristor y su aplicación a los circuitos electrónicos analógicos activos. Tesis de Doctorado, Facultad de Ingeniería, UNAM, ciudad Universitaria, Cd. Mx., 2021.

Lara, C. y Fernández, F. memristores: Teoría, Desarrollo y Aplicaciones del “Eslabón Perdido” en la Elenica. UTM. 2010.

Moya, K. Caracterización y pruebas de funcionamiento de memristores tipo Marconi. Tesis de licenciatura, Facultad de Ingeniería, UNAM, Ciudad Universitaria, Cd. Mx., 2019.

Muthuswamy, B. y Chua, L. Simplest Chaotic Circuit. International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 20, No. 05, 1567-1580, 2010.

Naranjo, A. Desarrollo de modelos del memristor para aplicaciones en circuitos electrónicos, Tesis de maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), San Andrés Cholula, Puebla, 2018.

Pershin, Y. y Ventra M. Practical Approach to Programmable Analog Circuits With Memeristors. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, Vol. 57, No. 8, 1857-1864, 2010.

Torres, K. Modelos Neuronales Memristivos. Tesis de maestría, Colegio de Profesores de la División de Matemáticas Aplicadas del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, San Luis Potosí, 2016.

Valsa, J., Biolek, D. y Biolek, Z. An analogue model of the memristor. International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, Vol. 24, No. 4, 400-408, 2011.






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