Memristor

Memristor

En teoría de circuitos eléctricos, el memristor es un elemento de circuito pasivo. Ha sido descrito como el cuarto elemento de los circuitos pasivos, Junto con los tres mejor conocidos: el condensador, la resistencia y el inductor.[1] El nombre es una palabra compuesta de memory resistor (resistencia-memoria).

Un memristor efectivamente almacena información porque el nivel de su resistencia eléctrica cambia cuando es aplicada la corriente. Donde una resistencia típica proporciona un nivel estable de resistencia, un memristor puede tener un alto nivel de resistencia que puede ser interpretado en una computadora en términos de datos como un "1", y un bajo nivel que puede ser interpretado como un "0". Así, controlando la corriente, los datos pueden ser guardados y reescritos. En un sentido, un memristor es una resistencia variable que, con su resistencia, refleja su propia historia.[cita requerida]

El memristor fue predicho y descrito en 1971 por Leon Chua, de la Universidad de California, Berkeley, en un artículo que apareció en IEEE Transactions on Circuit Theory.[2]

Durante 37 años, el memristor fue un dispositivo hipotético, sin ejemplos físicos. En abril de 2008, una implementación física del memristor fue divulgada en Nature por un equipo de investigadores de HP Labs.[3] [4] [5] [6] de la multinacional Hewlett Packard

Contenido

Física

El memresistor es un elemento en el que el flujo magnético ΦB es una función de la carga eléctrica q que fluye a través del dispositivo. Es decir, ΦB = ΦB(q). La tasa de cambio del flujo con carga.

M(q)=\frac{d\Phi_B}{dq}

es conocido como memristancia. Esto es comparable a los otros tres elementos de circuito fundamentales:

Donde q es la carga eléctrica, I es la corriente eléctrica, V es el potencial eléctrico y ΦB es el flujo magnético.

El voltaje V a través de un memristor está relacionado con la corriente I por el valor instantáneo de la memristencia:[cita requerida]

V(t) = M(q(t)) I(t) \,

Así, en cualquier instante dado, un memristor se comporta como una resistencia ordinaria. Sin embargo, su "resistencia" M(q) depende de la historia de la corriente. Un memristor lineal (uno para el cual M es constante) es indistinguible de una resistencia lineal, con M = R.[cita requerida]

Tipos

Célula electroquímica

El memristor fue usado para caracterizar el comportamiento de células electroquímicas.[7]

Estado sólido

El interés en el memristor revivió en 2007 cuando Stanley Williams[8] de Hewlett Packard informó[9] [10] de una versión experimental de estado sólido. No se pudo construir un dispositivo de estado sólido hasta que lo hizo posible el comportamiento inusual de los materiales de nanoescala. HP ha hecho un prototipo de una memoria crossbar latch usando dispositivos en donde pueden caber 100 gigabits en un centímetro cuadrado.[11] Por comparación, las memorias flash de más alta densidad almacenan 16 Gbit en la misma área. La resistencia de los dispositivos sería leída con corriente alterna de modo que no afecten el valor almacenado.[12]

Samsung tiene una solicitud de patente pendiente de Estados Unidos para un memristor similar al descrito por Williams. Así que es cuestionable si el grupo de Williams es el primer autor de esta estructura.[13]

Aplicaciones potenciales

Los memristors de estado sólido de Williams pueden ser combinados para formar transistores, aunque son mucho más pequeños. Pueden también ser formados como memoria de estado sólido no volátil, que permitiría una mayor densidad de datos que los discos duros con tiempos de acceso similares a la DRAM, sustituyendo ambos componentes.[14] Además, al ser un dispositivo analógico, no solo podría almacenar bits ("1"s y "0"s), sino bytes o cadenas de bytes en el mismo espacio, solamente mejorando el dispositivo de control del memristor. Esto ofrece un futuro muy prometedor a largo plazo.

Algunas patentes relacionadas a los memristores parecen incluir aplicaciones en lógica programable,[15] procesamiento de señales,[16] redes neuronales,[17] y sistemas de control.[18]

Referencias

  1. ↑ Tour, James M; He, Tao (2008), «Electronics: The fourth element», Nature 453: 42-43, doi:10.1038/453042a, http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7191/full/453042a.html 
  2. ↑ Chua, Leon O (Sep 1971), «Memristor—The Missing Circuit Element», IEEE Transactions on Circuit Theory CT-18 (5): 507-519, http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=1083337 
  3. ↑ Strukov, Dmitri B; Snider, Gregory S; Stewart, Duncan R; Williams, Stanley R (2008), «The missing memristor found», Nature 453: 80-83, doi:10.1038/nature06932, http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7191/full/nature06932.html 
  4. ↑ «'Missing link' memristor created». EETimes (2008-04-30). Consultado el 30-04-2008.
  5. ↑ Marks, Paul (2008-04-30). «Engineers find 'missing link' of electronics». New Scientist. Consultado el 30-04-2008.
  6. ↑ «Researchers Prove Existence of New Basic Element for Electronic Circuits -- Memristor'». Physorg.com (2008-04-30). Consultado el 30-04-2008.
  7. ↑ Chen W-K (ed.), The Circuits and Filters Handbook, 2nd ed, CRC Press 2003, ISBN 0-8493-0912-3. Chapter 12, "Circuit Elements, Modeling, and Equation Formulation"
  8. ↑ R. Stanley Williams, HP biography
  9. ↑ Fildes, Jonathan (2007-11-13). «Getting More from Moore's Law». BBC. Consultado el 30-04-2008.
  10. ↑ «Bulletin for Electrical and Electronic Engineers of Oregon» (PDF). Institute of Electrical and Electronics Engineers (Sept 2007). Consultado el 30-04-2008.
  11. ↑ EETimes.com - 'Missing link' memristor created: Rewrite the textbooks?
  12. ↑ Maintaining Moore's law with new memristor circuits
  13. ↑ US Patent Application 11/655,193
  14. ↑ Kanellos, Michael (2008-04-30). «HP makes memory from a once theoretical circuit». CNET News.com. Consultado el 30-04-2008.
  15. ↑ U.S. Patent 7,203,789
  16. ↑ U.S. Patent 7,302,513
  17. ↑ U.S. Patent 7,359,888
  18. ↑ U.S. Patent Application 11/976,927

Enlaces externos


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