Memrystor

Memrystor (ang. memristor) – jeden z podstawowych biernych elementów elektronicznych^[1]; trzy pozostałe to opornik (rezystor), kondensator i cewka. Memrystor (ang. memory resistor – opornik z pamięcią) działa jako pojedyncza komórka pamięci, może być użyty do przechowywania jednego bitu informacji, rezystancja memrystora może być sterowana prądowo^[2].

Memrystor

Typ	element elektroniczny bierny
Symbol Proponowany (nieoficjalny) symbol memrystora.

Właściwości fizyczne

Ilustracja koncepcji memrystora jako elementu elektronicznego
charge q – ładunek q, current i – prąd i, voltage v – napięcie v, flux φ – strumień magnetyczny φ,
Capacitor – kondensator, Resistor – rezystor, Inductor – cewka, Memristor – memrystor

Budowa pojedynczej komórki memrystora z domieszką dwutlenku tytanu. U góry: mała przewodność elektryczna; na dole: duża przewodność elektryczna.

Krzywa histerezy memrystora w funkcji częstotliwości kątowej.

Memrystor jest elementem, w którym strumień magnetyczny skojarzony ${\displaystyle \Phi }$ jest funkcją przepływającego przezeń ładunku elektrycznego ${\displaystyle q,}$ tj. w którym ${\displaystyle \Phi =\Phi (q).}$ Zależność strumienia od ładunku

${\displaystyle M(q)\equiv {\frac {d\Phi }{dq}}}$

nazwano „memrystancją”^[3], przez analogię m.in. do rezystancji.

Memrystancja jest dopełniającą zależnością między dwiema z czterech podstawowych wartości opisujących obwód elektryczny: natężeniem prądu ${\displaystyle i,}$ napięciem elektrycznym ${\displaystyle u,}$ ładunkiem elektrycznym ${\displaystyle q}$ i strumieniem magnetycznym skojarzonym ${\displaystyle \Phi .}$ Pozostałe pięć z sześciu możliwych kombinacji to:

${\displaystyle q(t)=\int _{-\infty }^{t}i(\tau )\,d\tau ,}$

${\displaystyle \Phi (t)=\int _{-\infty }^{t}u(\tau )\,d\tau }$

oraz parametry pozostałych trzech podstawowych elementów biernych w elektronice:

rezystancją ${\displaystyle R}$ rezystora ${\displaystyle \left(R={\frac {\mathrm {d} u}{\mathrm {d} i}}={\frac {\mathrm {d} {\dot {\Phi }}}{\mathrm {d} {\dot {q}}}}\right),}$

indukcyjnością ${\displaystyle L}$ cewki ${\displaystyle \left(L={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} i}}={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} {\dot {q}}}}\right),}$

pojemnością (odwrotność) ${\displaystyle {\frac {1}{C}}}$ kondensatora ${\displaystyle \left({\frac {1}{C}}={\frac {\mathrm {d} u}{\mathrm {d} q}}={\frac {\mathrm {d} {\dot {\Phi }}}{\mathrm {d} q}}\right).}$

Napięcie ${\displaystyle u}$ na memrystorze związane jest z przepływającym prądem ${\displaystyle i}$ poprzez chwilową wartość jego memrystancji:

${\displaystyle u(t)=M(q(t))\,i(t),}$

gdzie ${\displaystyle t}$ oznacza czas.

Można zapisać inaczej:

${\displaystyle M={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} q}}.}$

Zmienna oznaczona kropką oznacza pochodną po czasie.