Advanced memristor model with a modified Biolek window and a voltage-dependent variable exponent

The main idea of the present research is to propose a new nonlinear ionic drift memristor model suitable for computer simulations of memristor elements for different voltages. For this purpose, a modified Biolek window function with a voltage-dependent exponent is applied. The proposed modified memristor model is based on Biolek model and due to this and to the use of a voltage-dependent positive integer exponent in the modified Biolek window function it has a new improved property - changing the model nonlinearity extent dependent on the integer exponent in accordance with the memristor voltage. Several computer simulations were made for soft-switching and hard-switching modes and also for pseudo-sinusoidal alternating voltage with an exponentially increasing amplitude and the respective basic important time diagrams, state-flux and i-v relationships are established.

Główną ideą niniejszej pracy jest zaproponowanie nowego modelu nieliniowego dryfu jonowego, odpowiedniego do komputerowych symulacji elementów memrystorowych dla różnych napięć. W tym celu stosowana jest zmodyfikowana funkcja okna Biolek z wykładnikiem zależnym od napięcia. Zaproponowany zmodyfikowany model memrystora oparty jest na modelu Biolek i dzięki temu oraz zastosowaniu zależnego od napięcia dodatniego współczynnika całkowitego w zmodyfikowanej funkcji okna Biolek ma on nową ulepszoną właściwość - zmieniając nieliniową zależność modelu od wykładnika całkowitego zgodnie z napięciem memrystora. Przeprowadzono kilka symulacji komputerowych dla trybów przełączania miękkiego i twardego, a także dla pseudo-sinusoidalnego napięcia przemiennego z wykładniczo rosnącą amplitudą i ustalono odpowiednie podstawowe wykresy czasowe, i zależności stan-strumień oraz prądowo-napięciowe.