一种基于忆阻器的稳压电路

文档序号:31053261发布日期:2022-08-06 08:57阅读:503来源:国知局
一种基于忆阻器的稳压电路

1.本发明涉及集成电路设计技术领域,尤其涉及一种基于忆阻器的稳压电路。


背景技术:

2.随着计算机工业的快速发展和革新,cpu已经应用在了生活中的各个方面,人们正在享受着科技给生活带来的方便,然而传统的cmos制造工艺和计算机架构问题正在制约着计算机工业的进一步发展,coms工艺将在集成度,功耗,工艺可靠性等方面受到一系列的限制。在这时,忆阻器得到了人们的关注,其具有开关快,尺寸小,能耗低等诸多优点。信息时代的日益发展,手机、电脑等产品得到了普及,对于任何电子产品,无论是移动设备还是大型电子设备,如果不能提供稳定的电能,都不能正常工作,电源管理模块是电力系统的重要组成模块。
3.如图1所示为现有技术ldo低压差线性稳压源电路结构示意图,此电路是将输出的一部分通过反馈回路给误差放大器,误差放大器通过与给定的参考电压比较得到一个差值,再经过误差放大器放大后来控制串联开关的导通状态,从而达到一个稳压的效果。但上述现有技术的电路结构较为复杂,电路模块也比较多,并且输入和输出的差值不会太大,需要考虑的因素也很多。


技术实现要素:

4.本发明的目的是提供一种基于忆阻器的稳压电路,该电路通过忆阻器阈值转变的特性来实现稳压输出,可以大大降低稳压电路的复杂度。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
6.一种基于忆阻器的稳压电路,所述电路由两个部分串联组成,其中:
7.第一个部分由一个阻值为5~20k的电阻r1和一个imt1忆阻器串联组成,且在所述imt1忆阻器的两端并联有一个电容c1,电容c1的大小为1~100p;所述电阻r1的另一端接输入端v
in

8.第二个部分是由一个阻值为120~150k的电阻r2和一个imt2忆阻器串联组成,且在所述电阻r2和imt2忆阻器两端并联有一个电容c2,电容c2的大小为20~50n;所述imt2忆阻器的另一端接地;
9.第一部分和第二部分串联于点v3。
10.基于所述电路的结构,当输入信号v
in
接入时,随着输入电压的增大,所述imt1忆阻器两端的电压达到了设定的阈值电压v
th
时,所述imt1忆阻器开始振荡,当所述imt1忆阻器两端的电压不足以使其振荡时,振荡关闭;
11.由于持续的电压输入,点v3的电压上升,从而导致振荡不对称现象,通过对所述imt1忆阻器的测量,得出所述imt1忆阻器在振荡关闭时的阻值;
12.再对所述imt2忆阻器进行测量,其阻值维持在一定值,则所述imt2忆阻器一直处于开态;由于器件本身的特性,在所述imt2忆阻器一直处于开态时,会发生钳位现象,从而
导致所述imt2忆阻器两端的电压不会继续变化,实现稳压的效果。
13.由上述本发明提供的技术方案可以看出,上述电路通过忆阻器阈值转变的特性来实现稳压输出,可以大大降低稳压电路的复杂度。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
15.图1为现有技术ldo低压差线性稳压源电路结构示意图;
16.图2为本发明实施例所述基于忆阻器的稳压电路结构示意图;
17.图3为本发明实施例所述电路工作时的ltspice仿真图;
18.图4为本发明实施例所述电路的输出波形示意图。
具体实施方式
19.下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
20.如图2所示为本发明实施例所述基于忆阻器的稳压电路结构示意图,所述电路由两个部分串联组成,其中:
21.第一个部分由一个阻值为5~20k的电阻r1和一个imt(insulator-metal-transition)1忆阻器串联组成,且在所述imt1忆阻器的两端并联有一个电容c1,电容c1的大小为1~100p;所述电阻r1的另一端接输入端v
in
;这里,并联的电容c1是为了消除忆阻器本身寄生电容的影响;
22.第二个部分是由一个阻值为120~150k的电阻r2和一个imt2忆阻器串联组成,且在所述电阻r2和imt2忆阻器两端并联有一个电容c2,电容c2的大小为20~50n;所述imt2忆阻器的另一端接地;
23.第一部分和第二部分串联于点v3。
24.基于所述电路的结构,当输入信号v
in
接入时,随着输入电压的增大,所述imt1忆阻器两端的电压达到了设定的阈值电压v
th
时,所述imt1忆阻器开始振荡,当所述imt1忆阻器两端的电压不足以使其振荡时,振荡关闭;具体实现中,该输入信号v
in
可以为正弦信号,频率为1k,幅值5v,偏置为3v;
25.由于持续的电压输入,点v3的电压上升,从而导致振荡不对称现象,如图3所示为本发明实施例所述电路工作时的ltspice仿真图;
26.如图4所示为本发明实施例所述电路的输出波形示意图,通过对所述imt1忆阻器的测量,可以得出所述imt1忆阻器在振荡关闭时的阻值,该阻值是由器件本身工艺决定的,由于其本身受焦耳热的影响,此阻值不固定,但关态时的阻值相差不会超过一个数量级;
27.再对所述imt2忆阻器进行测量,其阻值维持在一定值,该值为忆阻器开态时的阻
值,这个阻值是由器件本身工艺决定的,由于其本身受焦耳热的影响,此阻值不固定,但开态时的阻值相差不会超过一个数量级,所述imt2忆阻器一直处于开态;由于器件本身的特性,在所述imt2忆阻器一直处于开态时,会发生钳位现象,从而导致所述imt2忆阻器两端的电压不会继续变化,实现稳压的效果。
28.值得注意的是,本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
29.综上所述,本发明实施例所述电路与以往的ldo相比,电路结构得到了很大简化,而且电路的原理是由器件本身的特性来决定的,大大提高了电路的可行度,从而可以提供与输入相差较大的一个稳定输出。
30.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术特征:
1.一种基于忆阻器的稳压电路,其特征在于,所述电路由两个部分串联组成,其中:第一个部分由一个阻值为5~20k的电阻r1和一个imt1忆阻器串联组成,且在所述imt1忆阻器的两端并联有一个电容c1,电容c1的大小为1~100p;所述电阻r1的另一端接输入端v
in
;第二个部分是由一个阻值为120~150k的电阻r2和一个imt2忆阻器串联组成,且在所述电阻r2和imt2忆阻器两端并联有一个电容c2,电容c2的大小为20~50n;所述imt2忆阻器的另一端接地;第一部分和第二部分串联于点v3。2.根据权利要求1所述基于忆阻器的稳压电路,其特征在于,基于所述电路的结构,当输入信号v
in
接入时,随着输入电压的增大,所述imt1忆阻器两端的电压达到了设定的阈值电压v
th
时,所述imt1忆阻器开始振荡,当所述imt1忆阻器两端的电压不足以使其振荡时,振荡关闭;由于持续的电压输入,点v3的电压上升,从而导致振荡不对称现象,通过对所述imt1忆阻器的测量,得出所述imt1忆阻器在振荡关闭时的阻值;再对所述imt2忆阻器进行测量,其阻值维持在一定值,则所述imt2忆阻器一直处于开态;由于器件本身的特性,在所述imt2忆阻器一直处于开态时,会发生钳位现象,从而导致所述imt2忆阻器两端的电压不会继续变化,实现稳压的效果。

技术总结
本发明公开了一种基于忆阻器的稳压电路,所述电路由两个部分串联组成,第一个部分由一个阻值为5~20k的电阻R1和一个IMT1忆阻器串联组成,且在所述IMT1忆阻器的两端并联有一个电容C1,电容C1的大小为1~100p;所述电阻R1的另一端接输入端V


技术研发人员:朱云来 张长伟 吴祖恒 彭春雨 蔺智挺 吴秀龙
受保护的技术使用者:安徽大学
技术研发日:2022.03.31
技术公布日:2022/8/5
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