Анализ и сравнение различных подходов к экстракции параметров модели мемристора
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-4-248-254
Аннотация
В работе проведен анализ различных подходов к задаче экстракции параметров эмпирической модели мемристора. Приводится описание особенностей процесса экстракции для модели модификации подвижности мемристора, а также предлагается оригинальный вариант алгоритма экстракции, основанный на оптимизационном алгоритме Нелдера—Мида с целевой функцией, основанной на расчете признаков исследуемой вольтамперной характеристики. Проводится сравнение предложенного алгоритма с двумя другими — с целевой функцией, основанной на симметрической разности площадей модельной и экспериментально полученной вольтамперных характеристик и с целевой функцией, основанной на MSE между точками рассматриваемых вольтамперных характеристик. Сравнение проводится по критерию фиксированного бюджета с помощью специализированного программного средства. Предложенный алгоритм экстракции не уступает двум другим в точности, при этом предлагая возможность тонкой настройки.
При поддержке: Авторы работы благодарят Д.А. Жевненко, Ф.П. Мещанинова и В.С. Кожевникова за неоценимый вклад в подготовке статьи.
Об авторах
Е. С. Шамин
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет);
АО «НИИ молекулярной электроники»
Россия
Россия
141701, Долгопрудный, Институтский пер., д. 9;
124460, Mосква, Зеленоград, улица Акад. Валиева, д. 6, стр. 1
Шамин Евгений Сергеевич — аспирант (1), научный сотрудник (2)
Е. С. Горнев
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет);
АО «НИИ молекулярной электроники»
Россия
Россия
141701, Долгопрудный, Институтский пер., д. 9;
124460, Mосква, Зеленоград, улица Акад. Валиева, д. 6, стр. 1
Горнев Евгений Сергеевич — чл.-корр. РАН, доктор техн. наук, профессор (1), зам. руководителя приоритетного технологического направления - начальник управления РПТН (2)
Список литературы
1. Strukov D.B., Snider G.S., Stewart D., Williams S. The missing memristor found. Nature. 2008; 453(7191): 80—83. https://doi.org/10.1038/nature06932
2. Pershin Y.V., Di Ventra M. On the validity of memristor modeling in the neural network literature. Neural Networks. 2020; 121: 52—56. https://doi.org/10.1016/j.neunet.2019.08.026
3. Al Chawa M.M., Picos R. A simple quasi-static compact model of bipolar ReRAM memristive devices. IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. 2019; 67(2): 390—394. https://doi.org/10.1109/TCSII.2019.2915825
4. Garcia A.A., Reyes L.O. Analysis and parameter extraction of memristive structures based on Strukov’s non-linear model. Journal of Semiconductors. 2018; 39(12): 124009. https://doi.org/10.1088/1674-4926/39/12/124009
5. Красников Г.Я., Горнев Е.С., Матюшкин И.В. Общая теория технологии и микроэлектроника. Электронная техника. Серия 3. Микроэлектроника. В 3 ч. Ч. 1. Уровни описания технологии. 2017; 1(165): 51—69. Ч. 2. Вопросы метода и классификации. 2017; 4(168): 16—41. Ч. 3. Уровень технологической операции. 2018; 3(171): 63—93.
6. Bartz-Beielstein T., Doerr C., Bossek J., Chandrasekaran S., Eftimov T., Fischbach A., Kerschke P., López-Ibáñez M., Malan K., Moore J.H., Naujoks B., Orzechowski P., Volz V., Wagner M., Weise T. Benchmarking in optimization: Best practice and open issues. NY, USA: Cornell University; 2020. 50 p. https://doi.org/arxiv-2007.03488
7. Brownlee J. A note on research methodology and benchmarking optimization algorithms. Technical Report. Melbourne, Australia: Swinburne University of Technology; Victoria, Australia, 2007. 6 p.
8. Zhevnenko D. Meshchaninov F., Kozhevnikov V., Shamin E., Gornev E., Belov A., Gerasimova S., Guseinov D., Mikhaylov A. Simulation of memristor switching time series in response to spike-like signal. Chaos, Solitons & Fractals. 2021; 142: 110382. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.110382
9. Yakopcic C., Taha T., Subramanyam G., Pino R., Rogers S. A memristor device model. IEEE Electron Device Letters. 2011; 32(10): 1436—1438. https://doi.org/10.1109/LED.2011.2163292
10. Nelder J.A., Mead R. A simplex method for function minimization. The Computer Journal. 1965; 7(4): 308—313. https://doi.org/10.1093/COMJNL/7.4.308
Рецензия
Для цитирования:
Шамин Е.С., Горнев Е.С. Анализ и сравнение различных подходов к экстракции параметров модели мемристора. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2021;24(4):248-254. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-4-248-254
For citation:
Shamin E.S., Gornev E.S. Analysis and comparison of different approaches to the extraction of parameters of the memristor model. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2021;24(4):248-254. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-4-248-254
Просмотров:
355
Послать статью по эл. почте 