【文章內(nèi)容簡介】 元件 ? ?0),(:),( ??? qufqu Cc()q C u?? ?d Cu d u d Ci C ud t d t d t? ? ?duiCdt?分類： 線性電容 時變 q＝ Cu 時不變 非線性電容 （ 1）壓控電容 線性電容 非線性電容 C－＋ui167。 12 三、電容元件 (Capacitor) Page 30 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology （ 2）荷控電容 ()u S q?()q C u? ()u S q?? ? ? ?001 0kuq Q e Q? ? ?（ 3）單調(diào)電容 或者 大多數(shù)實際電容器屬于此類。如變?nèi)荻O管： （ 4）多值電容 以鐵電物質(zhì)為介質(zhì)的電容器呈現(xiàn)滯回現(xiàn)象 167。 12 三、電容元件 (Capacitor) Page 31 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 定義：賦定關(guān)系為 i和 Ψ之間的代數(shù)關(guān)系的元件 ? ?0),(:),( ????? ifi LLLi??Lui －＋d i d Lu L id t d t??diuLdt?? ?Li??分類： 線性電感 時變 時不變 非線性電感 （ 1）流控電感 線性電感 非線性電感 167。 12 四、電感元件 (Inductor) Page 32 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology （ 2）鏈控電感 ?? KIi s in0?i0（ 3）單調(diào)電感 約夫遜結(jié) (Josephson Junction) （ 4）多值電感 絕大多數(shù)線圈的電感模型 屬于此類，且具有飽和特性。 鐵芯線圈的電感模型屬于此類，其具有磁滯回線 。 ?i0? ?i ? ? ?167。 12 四、電感元件 (Inductor) Page 33 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 發(fā)展概況 （ 1） 1971年，菲律賓出生的美籍華人、著名的國際電路理論 科學(xué)家 L. O. Chua（蔡少棠）作為“丟失的電路元件”提出了憶阻器，提供了憶阻器的原始理論架構(gòu) ，并用有源元件進行了模擬。 （ 2）蔡少棠等人對一些器件用憶阻器進行了建模，改進了模型特性。 L. O. Chua. Memristor—the missing circuit element. IEEE Trans. On Circuit Theory, 1971, 18(5): 507 – 519 167。 12 四、憶阻元件 (Memristor) 憶阻器是一種有記憶功能的非線性電阻。蔡教授原先的想法是：憶阻器的電阻取決于多少電荷經(jīng)過了這個器件。也就是說，讓電荷以一個方向流過，電阻會增加；如果讓電荷以反向流動，電阻就會減小。 潛在應(yīng)用： 通過控制電流的變化可改變其阻值，如果把高阻值定義為“ 1” ，低阻值定義為“ 0” ，則這種電阻就可以實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的功能。 Page 34 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology （ 3）惠普公司實驗室的研究人員最近證明憶阻器的確存在（憶阻現(xiàn)象在納米尺度的電子系統(tǒng)中確實是天然存在的，成功設(shè)計出一個能工作的憶阻器實物模型，研究論文在 2022年 5月 1日的 《 自然 》 期刊上發(fā)表 。 D. B. Strukov, G. S. Snider, D. R. Stewart amp。 R. S. Williams. The Missing Memristor Found. Nature, 2022,453(1 May):8083 167。 12 四、憶阻元件 (Memristor) 原子力顯微鏡下的一個有 17個憶阻器排列成一排的簡單電路的圖像。由 17條鉑納米線與另一條線及夾在每個交界處的二氧化鈦薄塊相交構(gòu)成。每條線 50nm寬，相當于 150原子寬 解釋了過去 50年來在電子裝置中所觀察到的明顯異常的回滯電流 — 電壓行為 （ 4）比勒菲爾德大學(xué)托馬斯博士及其同事在 2022年就制作出了一種具有學(xué)習能力的憶阻器。 2022年，托馬斯博士研制的憶阻器被內(nèi)置于比人頭發(fā)薄 600倍的芯片中，利用這種憶阻器作為人工大腦的關(guān)鍵部件，他的研究結(jié)果將發(fā)表在 《 物理學(xué)學(xué)報 D輯：應(yīng)用物理學(xué) 》 雜志上。 Page 35 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 定義：賦定關(guān)系為 Ψ和 q之間的代數(shù)關(guān)系的元件 ? ?( , ) : ( , ) 0MMq f q? ? ? ?R－＋ui分類： （ 1）荷控憶阻 （ 2）鏈控憶阻 （ 3）單調(diào)憶阻 （ 4）多值憶阻 建議電路符號 167。 12 四、憶阻元件 (Memristor) Page 36 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 在線性情況下 ? ? ? ?1 dtCCu t iC ????? ?Mq??d dqMdt dt? ? u Mi???? ?Mq??? ? ? ?d M q dqu M q id q d t ?? ? ??與線性電阻等價。 對于非線性憶阻 線性電路無需憶阻元件 ? ? ? ?? ?tM q M i d??????? ?系數(shù) 記憶電阻 (Memory Resistor) ? ? ? ?1 dtLLi t uL ????? ?記憶性 電阻 167。 12 四、憶阻元件 (Memristor) Page 37 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 167。 12 四、憶阻元件 (Memristor) a) 金屬電極浸在電解液中 b) ψ q特性 Page 38 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 1. 電壓源 (Voltage Source) ab suu??ab sii??aib－＋suasib非線性電阻 2. 電流源 (Current Source) 非線性電阻 0suq? ? ?非線性電容 0ab su u i? ? ? 0si? ? ?? 0ab si i u? ? ?非線性電感 167。 12 五、獨立電源 (Independent Sources) Page 39 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology ? 無記憶 (或即時 )元件 ：電阻元件不具有記憶特性 ? 記憶元件 ：電容元件、電感元件和憶阻元件都具有記憶特性 167。 12 六、小結(jié) ? 基本二端代數(shù)元件 ： ? 電阻元件：用 u和 i之間的代數(shù)關(guān)系表征 ? 電容元件：用 u和 q之間的代數(shù)關(guān)系表征 ? 電感元件：用 ψ和 i之間的代數(shù)關(guān)系表征 ? 憶阻元件：用 ψ和 q之間的代數(shù)關(guān)系表征 ? 基本二端代數(shù)元件具有獨立性和封閉性。 ? 某些電路元件可能同時屬于幾類基本代數(shù)元件。 Page 40 / 60 電工新技術(shù)研究所 Research Centre of Electrical Engineering amp。 New Technology 167。 13 高階二端代數(shù)元件 ? 基本二端代數(shù)元件的賦定關(guān)系 0),( ?iuf R0),( )1( ??iufC( 1 )( , ) 0Lf u i? ?0),( )1()1( ??? iuf M定義元件用到的