Memristor Simulator
Memristor-Modelle, interaktiv simuliert: Signalform wählen, Parameter anpassen und zusehen, wie sich die Hysteresekurve verformt.
Was ist ein Memristor?
Ein Memristor ist ein Widerstand mit Gedächtnis: Sein Widerstandswert hängt davon ab, wie lange und in welche Richtung zuvor Strom durch ihn geflossen ist. Dieses Gedächtnis zeigt sich direkt in der Kennlinie: Legt man eine Wechselspannung an, nimmt der Widerstand auf Hin- und Rückweg unterschiedliche Werte an, und es entsteht die charakteristische gepinchte Hysteresekurve, eine Schleife, die sich im Ursprung kreuzt. Weil der Widerstandswert auch ohne Spannung erhalten bleibt, kann ein Memristor Information speichern und zugleich mit ihr rechnen. Das macht ihn spannend für energieeffiziente KI-Hardware, die Daten nicht mehr ständig zwischen Speicher und Prozessor bewegen muss.
Steuerung
Modell
Eingangssignal
Modellparameter
Simulation
Kennlinie i–u
Zeitverlauf u(t) und i(t)
Zustandsvariable x(t)
Wie liest man die Kurve?
- Die Kennlinie i–u zeigt auf der x-Achse die angelegte Spannung u, auf der y-Achse den Strom i durch das Bauteil.
- Ein gewöhnlicher Widerstand wäre eine Gerade. Beim Memristor verschiebt jeder Spannungszyklus den inneren Zustand, der Widerstand ändert sich also während der Messung.
- So entsteht die Schleife: Hinweg und Rückweg verlaufen bei unterschiedlichem Widerstand, nur im Ursprung treffen sie sich (pinched hysteresis).
- Je höher die Frequenz, desto weniger kommt der Zustand dem Signal hinterher: Die Schleife wird schmaler und nähert sich einer Geraden.
Die beiden weiteren Plots zeigen dieselbe Simulation über der Zeit: Spannung und Strom sowie die normierte Zustandsvariable x des Modells zwischen 0 (hochohmig) und 1 (niederohmig). Tipp: Frequenz oder Amplitude langsam verändern und die Schleife dabei beobachten.