Fórum témák

» Több friss téma
Hírek » A HP Labs kutatói megtalálták a 37 éve leírt áramköri alapelemet, a memrisztort
A HP Labs kutatói megtalálták a 37 éve leírt áramköri alapelemet, a memrisztort
Beküldte: alex.taylor, idő: Máj 13, 2008, forrás: hwsw.hu

A memrisztor

Leon Chua
Leon Chua
1971-ben a kaliforniai Berkeley egyetem egyik kutatómérnöke (azóta professzora), Leon Chua megjósolta, hogy a kondenzátor, az ellenállás és az induktor (tekercs) mellett létezik egy negyedik áramköri alapelem, a memrisztor (memória rezisztor), amely a rajta átfolyó áram erősségétől és irányától függően változtatja az ellenállását, és ezt azután is megőrzi, hogy az áramot kikapcsolták.

A memrisztor tehát abban különbözik jelentősen a többi áramköri elemtől, hogy memóriája van -- ha lekapcsoljuk az áramot, a memrisztor "emlékezik" arra, hogy milyen erős volt a rajta átfolyó áram és továbbra is megtartja az ellenállását. Ezt a képességet a többi áramköri alapelem semmiféle kombinációjával nem lehet reprodukálni, ezért lesz a memrisztor a kondenzátorhoz, ellenálláshoz és induktorhoz hasonlóan áramköri alapelem. Leon Chua 37 évvel ezelőtt matematikai egyenletek formájában leírta a memrisztor viselkedését, és készített is egy bonyolult, kezdetleges prototípust.

Évtizedekkel később a HP Labs tudóscsapata Stanley Williams vezetésével molekuláris elektronikai eszközökön dolgozva különös jelenségekre lett figyelmes. "Nagyon furcsa dolgokat kezdtek művelni, és nem tudtuk rájönni, mi történik" -- mondta Wiiliams. Aztán egyik nap egy másik kutató, Greg Snider felfedezte Chua 1971-ben írt tanulmányát, amelyet Williams figyelmébe ajánlott. Williams saját elmondása szerint éveket töltött Chua tanulmányának újra- és újraolvasásával, mire rádöbbent, hogy az általuk létrehozott molekuláris elektronikai eszköz lényegében nem más, mint egy memrisztor. "Végig ott volt a szemünk előtt."

A vízcső
A memrisztort úgy kell elképzelni, mint egy csövet, amely a rajta áteresztett víz mennyiségétől és irányától függően változtatja a keresztmetszetét, amelyet még akkor is megőriz, ha a vizet elzártuk. Ha a vizet az egyik irányból folyatjuk, a cső keresztmetszete nő, ha a másik irányból, a keresztmetszet szűkül.
A HP Labs csapata a fehér festékek alapjául szolgáló titándioxidot használt a memrisztor megépítéséhez. A szilíciumhoz hasonlóan a titándioxid félvezető, és tiszta állapotban nagy ellenállású. más anyagokkal szennyezve azonban vezetővé válik. A titándioxidban a szennyezők az áram folyásával egyező irányba sodródnak, ez a viselkedés egy tranzisztor esetében nemkívánatos, a memrisztor viszont pont ettől működik. Ha egy vékony titándioxid-réteg egyik oldalára feszültséget adunk, a szennyezők az anyag belsejébe áramolnak, csökkentve az ellenállást -- a feszültséget a másik oldalra adva a szennyezők visszamennek az eredeti helyükre, és az ellenállás nő.

A HP Labs memrisztora
Memrisztor -- ahogy a HP Labs elkészítette

Mire jó?

Tranzisztorok és kondenzátorok segítségével felépíthető egy memrisztor, azonban egy viszonylag nagyméretű és bonyolult struktúra lenne -- vélekedik Williams. A memrisztorok megjelenése az áramkörtervezők arzenáljában hosszú távon jelentősen átalakíthatja az ipart. Memrisztorok segítségével lényegesen leegyszerűsíthetők egyes kapcsolások, így az áramkörök fogyasztása csökkenthető, valamint olcsóbban lehet őket gyártani. Williams máris az emberi agyhoz hasonló működésű áramkörökről beszél, a közeljövőben azonban a memrisztorokat valószínűleg minden eddiginél nagyobb kapacitású, olcsóbb és gyorsabb nem-felejtő memóriák építésére fogják használni.

A HP Labsnál jelenleg azon dolgoznak, hogyan lehet a titándioxidból előállított memrisztort sorozatban gyártani, illetve hogy lehet ilyen struktúrát szilíciumból készült chipre építeni. Williams szerint egy hibrid CMOS memrisztor lapka már most is működik a HP Labs egyik laborjában. A memrisztor létezését először leíró Chua szerint a HP Labs munkája úttörő jelentőségű, már csak abból a szempontból is, hogy az összes elektronikai és villamosságtani könyvet újra kell írni miatta.




Hozzászólás íráshoz bejelentkezés szükséges!
 
Írta: Göndör, Idő: Máj 11, 2008
Elképesztő! Fantasztikus!
Alig várom, hogy 100 Ft-ért kapni lehessen.
 
Írta: K1ll3rghost, Idő: Máj 12, 2008
Erről jelent meg a tegnapi Heves megyei hírlapban egy cikk, hogy hogyan akarják hasznosítani pl számítógépekben. Ha valaki igényt tart rá, begépelhetem, amíg meg van az újság :)
 
Írta: K1ll3rghost, Idő: Máj 12, 2008
hírlap nagy H mert újság címe... :)
 
Írta: K1ll3rghost, Idő: Máj 12, 2008
Lassan négy évtizede annak, hogy az amerikai Berkeley Egyetem fizikusa, Leon Chua kijelentette, hogy a három ismert passzív áramkörön (rezisztor, kapacitor és induktor) kívül létezik egy negyedik is. Az elméletileg megvalósítható szerkentyűtChua professzor memoriarezisztornak nevezte el. Ez az áramkör ugyanis képes képes tárolni azt az állapotot, amelyben utoljára kapott töltést. Az egyetlen probléma az volt, hogy senki sem tudta, hogyan lehet a gyakorlatban megépíteni.

[b]A memrisztor kisebb, gyorsabb, és kevesebb áramot fogyaszt, mint a hagyományos áramkör.[/b]

A Hawlett-Packardkutatásvezetője, Stanley Williams és csapata most közel került a megvalósításhoz. Elkészítették a memrisztor prototípusát, amely emlékszik a kikapcsolás előtt, rajta áthaladó információkra. Márpedig ha egy számítógép memóriacsipjei ilyen áramkörből állnának, akkor a komputerek működtetése jóval egyszerűbbé, gyorsabbá és biztonságosabbá válna. A memrisztoros csipek ugyanis ott folytatják a munkát, ahol abbahagyták. A gép indításakor nem kell merevlemezről beolvasni az oerációs rendszert, s nem kell a folyamatban lévő munkákat újra megnyitni.
"Mivel a memrisztor emlékszik az ilyen csipkészlettel vezérelt számítógépeknek soha nem kell újra betölteniük az operációs rendszert - nyilatkozta Stanley Williams. -Nyitva maradhatnak a szöveges dokumentumok és minden más kiterjesztés is. Mégis nyugodtan kikapcsolható a gép egy kávészünetre, illetve ha két hét szabadságra indul a felhasználó. Amikor ismét bekapcsolják a gépet, minden úgy lesz a képernyőn, mint a kikapcsoláskor."
A szakember szerint azonban még várni kell az új technika elterjedésére. A memrisztorokkal egyelőre kísérleteznek. Keresik a megfelelő alapanyagokat, mert ezek az alkatrészek másképp működnek, mint a hagyományos áramkötök.
 
Írta: K1ll3rghost, Idő: Máj 12, 2008
Ezt a cikket közölte a Heves megyei Hírlap 2008. május 11. lapjában.
 
Írta: KAKAS, Idő: Máj 12, 2008
Gyerekek fejlődünk ey jo
 
Írta: huba, Idő: Máj 13, 2008
Kiváncsi vagyok az élettartamára. Hátha jobb lessz mint a flash-eké.
 
Írta: csakip, Idő: Máj 14, 2008
"Ezt a képességet a többi áramköri alapelem semmiféle kombinációjával nem lehet reprodukálni"
és
"Tranzisztorok és kondenzátorok segítségével felépíthető egy memrisztor..."

Akkor most mi?
 
Írta: vizor, Idő: Máj 14, 2008
Úgy gondolták, hogy a három alapelemből (ellenállás, kondenzátor,tekercs) nem lehet. A tranzisztor nem tartozik ide.
 
Írta: sebestyen_ferenc, Idő: Máj 20, 2008
cool
 
Írta: Kacsavadasz, Idő: Máj 24, 2008
Olvassátok el ezt!
szaktársalgás :-) :

http://origo.blogter.hu/cikk/20080513-az-aramkorok-negyedik-
alapegysegenek-tartjak-az-emlekezo-ellenallast-a-memrisztort#1
 
Írta: tzg6sa, Idő: Máj 31, 2008
Az senkinek sem furcsa, hogy valaki a klasszikus elekromechanika törvényei alapján megjósol valamit és az csak olyan helyen bukkan fel, ahol már inkább a kvantummechanika jelenségei érvényesülnek?
Az senkinek sem tűnt fel, hogy a cikkben nincsenek mérési eredmények, diagrammok? Csupán "szimulációs" eredméynek. Én megvárom, amíg tényleges eredményeket publikálnak. Addig szkeptikus maradok.
 
Írta: ratnos, Idő: Jún 13, 2008
Pár helyen sántít a cikk, nem árt pár dolgot helyre rakni: az R,C,L elemek passzív elemek, míg ez a készülődő memrisztor aktív elem mert félvezető alapú.
És persze hogy passzív elemekből nem építhető aktív...
Mind az aktív mind a passzív elemek áramköri alapelemek.
Az is kis túlzás hogy át kell írni az összes elektronikai és villamosságtani könyvet, inkább kibővíteni...
A példa sem tökéletes még, abba is bele lehet kötni.
Érdemes lenne utána nézni valami megbízhatóbb helyen.
 
Írta: capaizee, Idő: Jún 17, 2008
Azért wiwipédián elég normálisan irnak róla:
http://en.wikipedia.org/wiki/Memristor
 
Írta: kisedison, Idő: Júl 7, 2008
Csúcs! Remélem minnél előbb lehet kapni 200Ft-ért.
 
Írta: Haszuboy, Idő: Júl 8, 2008
Vajon miért pont a HP mérnökei kísérletezik??
 
Írta: lumiere24, Idő: Júl 26, 2008
Keringenek a világban kacsa hírek.
 
Írta: robottervezo, Idő: Aug 5, 2008
És mi lessz az egyezményes áramiránnyal. El kéne felejteni, és helyette a valóságost behozni....szintén "az összes elektronikai és villamosságtani könyvet újra kell írni miatta."
 
Írta: Prinner, Idő: Aug 7, 2008
Miért kell elfelejteni az áramirány kettősséget? Azért ellentétes a technikai, és a valós áramirány, mert a töltéshordozó negatív töltésű(elektron). De ha a töltéshordozó pozitív(ionvezetés, vagy a félvezetők "elektronlyuk" töltésáramlás) akkor egyezik a technikai és a valós áramirány. Ennyi erővel az állandó mágnes északi és déli pólus elnevezést is fel kell cserélni, úgyanis az az északi pólus, amelyik északra áll be, pedig tudjuk, hogy az ellentétes pólusok vonzák egymást...
Tehát az áramirány problémára mélyebb elméleti indok ad magyarázatot, a mágneses pólusra pedig a megszokás.

A memrisztorról pedig annyit, hogy akkor hallotam először, amikor a tanárom elmondta, hogy "évek múlva lecserélhetjük az összes berendezésünket, mert az új alkatrész átveszi a mostani áramkörök szerepét".
-Erről az a véleményem, hogy még a technológiát nem dolgozták ki, ami hatékonyabb a meglévőknél és az ilyen memrisztorral felépített céláramkör sem készült el, hogy összevethessük egyéb paramétereit(írás/olvasás sebesség, élettartam, áramfelvétel stb.) egy meglévő áramkörrel. Szóval a memrisztor nem söpri le az összes ilyen célú félvezetőt a piacról, még a távoli jövőben sem. Max a flash-ek és eepromokat váltja fel, de a pc-k dinamikus ram-jait, nem valószínű.

Nem kell átírni a szakkönyveket sem, mert a 3 alapelem(RLC) realizálható valós és ideális vezetővel és ideális szigetelővel, a memrisztor pedig CSAK FÉLVEZETŐVEL.
Röhej az egész, hogy ilyen híreket egyesek vérkomolyan vesznek, hogy forradalmasítja az egész elektronika ágazatot, meg hogy egy okos tóni szerint "az összes elektronikai és villamosságtani könyvet újra kell írni".
 
Írta: dilan, Idő: Aug 10, 2008
Érdekes, ám légből kapottnak, már-már szenzációhajhászónak tűnő cikk. Íme néhány dolog ami sztem nem stímmel:
1. Miért is alapelem? Mert két kivezetése van? ť...amely a rajta átfolyó áram erősségétől és irányától függően változtatja az ellenállását, és ezt azután is megőrzi, hogy az áramot kikapcsolták.Ť A mondat első felében ismertetett eszköz kisértetiesen hasonlít arra, amit diódának hívunk. Akkor miért nem tekintjük azt a 4. áramköri elemnek, hiszen passzív kétpólus lévén - igaz nem lineáris - de egyetlen p-n átmenetével az sem egyszerűsíthető tovább.
2. A 3 alap áramköri elem között szoros kapcsolat áll fenn (pl. frekvenciafüggés, fázistolás RC-RL tagok esetén, LC rezgőköröknél stb.) a memrisztor hogyan illeszthető ezek közé?
3. az (ideális) R L és C elemek egyetlen adattal jellemezhetőek ([R]=Ω(=V/A), [L]=H(=Vs/A), [C]=F(=As/V));bármelyikből kettőt összehasonlítva a viselkedésük hasonló lesz, csak egy paraméterben fog eltérni. Ha a memrisztorok valóban alap áramköri elemek, akkor mi az az egyetlen paraméter amiben egymástól különböznek?
4. ť...létezik egy negyedik áramköri alapelem...Ť Mindenképp léteznie kell? Elhiszem, hogy a 4es szám talán ťkerekebbnekŤ vagy ťszimmetrikusabbnakŤ tűnik mint a 3as, de akkor miért nem mindjárt 6 vagy 8?
 
Írta: boy23w, Idő: Aug 17, 2008
Egyet értek az előttem szólókkal, csak személy szerint nem látok bene nagy rációt. Másfelől az olvasási és írási áramokkal az adat nem fog megváltozni? Na mindegy, Egyébbként ha belegondoltok, hasonló dologra egy IRF630 is képes, csak a Gate feszültséggel kell játszani és változik a D-S ellenállása. Innentől már csak annyi hogy a FET re egy nagyon kis szivárgású kondenzátor kell, hogy tárolni tudja az állapotot( Ezzel egy időben kísérleteztem és egy műveleti erősítővel egy emlékező érintőkapcsolót építettem. A maximális tárolási idő nem tudom mennyi, mert 2 hónap után feladtam:D Az áramkört megépítettem & király)
 
Írta: dr_uhu, Idő: Okt 3, 2008
Nekem is sántít egy kicsit a dolog. Azt írja: "a titándioxid félvezető, és tiszta állapotban nagy ellenállású. más anyagokkal szennyezve azonban vezetővé válik"
Szóval ha a szennyező anyag elkezd az egyik irányba vándorolni az áram hatására, akkor a szennyezéshiányos helyen egy idő után egy u.n. kiürített réteg jönne létre, nem? Ami zárásba vinné az alkatrészt, vagyis idővel nőnie kellene az ellenállásnak, nem csökkenni. Ha hülyeséget írtam kérlek javítsatok ki!
A másik meg amit már említettetek: az olvasási áram módosítja az adatot.
 
Írta: dr_uhu, Idő: Okt 3, 2008
Nekem is sántít egy kicsit a dolog. Azt írja: "a titándioxid félvezető, és tiszta állapotban nagy ellenállású. más anyagokkal szennyezve azonban vezetővé válik"
Szóval ha a szennyező anyag elkezd az egyik irányba vándorolni az áram hatására, akkor a szennyezéshiányos helyen egy idő után egy u.n. kiürített réteg jönne létre, nem? Ami zárásba vinné az alkatrészt, vagyis idővel nőnie kellene az ellenállásnak, nem csökkenni. Ha hülyeséget írtam kérlek javítsatok ki!
A másik meg amit már említettetek: az olvasási áram módosítja az adatot.
 
Írta: Tetvesdugo, Idő: Dec 10, 2008
Azért én még mindig nagyobb találmánynak tartom a tranzisztort.
 
Írta: kalmi.kalmi, Idő: Jan 14, 2009
Zseniális !!!
 
Írta: NeoCorteX, Idő: Feb 22, 2009
most feltaláltam egy jobbat. biztosíték. egy 200mA esen át folyatsz 10 ampert és utána megyjegyzi hogy 0^-1 ohm :)
 
Írta: zorán, Idő: Feb 25, 2009
Mi van?Mi az a memrisztor?????????????
 
Írta: kisjoke, Idő: Ápr 7, 2009
Hát én most nem tom h mit higyjek...
Ezt az oldalt eddig azért látogattam, mert nagyon sok olyan információt olvastam, ami nem kacsa. Lehet bízni a tartalmában. A memrisztorról meg annyit, hogy lássuk, mi sül ki a végén...
 
Írta: dzogcsen, Idő: Aug 30, 2009
Egyelőre ez még nem memrisztor hanem nemrisztor...
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem