000 06498nam a2200565 i 4500
999 _c200459468
_d77680
003 TR-AnTOB
005 20240115153419.0
007 ta
008 171111s2022 xxu e mmmm 00| 0 eng d
035 _a(TR-AnTOB)200459468
040 _aTR-AnTOB
_beng
_erda
_cTR-AnTOB
041 0 _atur
099 _aTEZ TOBB FBE ELE YL’23 ÇOL
100 1 _aÇolak, Mert
_eauthor
_9144764
245 1 0 _aMemristör modeli elde etme ve gerçek cihazların analog eşik altı devrelerde kullanımı /
_cMert Çolak; thesis advisor Itır Köymen.
246 1 3 _aObtaining the memristor model and the utilization of real devices in analog subthreshold circuits
264 1 _aAnkara :
_bTOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü,
_c2024.
300 _axxii, 79 pages :
_billustrations ;
_c29 cm
336 _atext
_btxt
_2rdacontent
337 _aunmediated
_bn
_2rdamedia
338 _avolume
_bnc
_2rdacarrier
502 _aTez (Yüksek Lisans)--TOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Eylül 2023
520 _aMemristörün nöronlar arasındaki iletimi sağlayan sinapsları modelleyebileceği ve bu özelliğini kullanarak yapay nöral ağlar kurulabileceği anlaşılmıştır. Donanımsal olarak kurulması bir hayli zor olan nöral yapay ağların, memristörlerin kullanılmasıyla donanımsal şekilde uygulanması kolaylaşır. Aynı zamanda transistörlerin sağladığı anahtarlama özelliğini sağlayabilmesi, daha az yer kaplaması ve daha düşük enerji ile çalışması sayesinde transistörlerin anahtarlama özelliği ile yer aldığı devrelerde kullanılabileceği öngörülmüştür. Bundan dolayı nöromorfik mühendislik açısından memristörler önemli bir konuma gelmiştir. Memristörün kullanılabileceği biyo-esinli devrelerden biri de Nakada v.d. tarafından ortaya konan CPG devresidir. Bu devre normalde hayvanların beyninde nörolojik olarak bulunan ve yürüme, koşma, nefes alma gibi ritmik hareketlerin sinyallerini üreten merkezi patern oluşturucu devresidir. Bu devrede transistörler eşik altı bölgede çalışırlar ve az enerji tüketirler. Köymen tarafından bu devrede memristörlerin kullanılmasının faydaları ortaya konmuştur. Au/TiO2/TiO2-x/Au ve Pt/TiO2/TiO2-x/Pt yapılarındaki iki farklı üretimi tamamlanmış memristörlerden ölçümler alınmıştır ve bu sonuçlar incelenmiştir. Üretilen cihazların devrelerde kullanabilmesi için isabetli simülasyonlar gerekir ve isabetli simülasyonlar için de üretilen cihazların iyi modellenmesi gerekir. Bu tez çalışmasında üretilen cihazların, eğri uydurma, fenomenolojik modelleme, parametrik analiz ve benzer davranış sergilemesi açısından Saludes-Tapia v.d. tarafından ortaya konan yarı statik memdiyot (QMM) modelinin denklemlerinden faydalanılarak, SPICE ve Verilog-A modelleri elde edilmiştir. Ardından bu modellerin devre içindeki kullanımları araştırılmıştır. Devrenin özelliğine göre seri veya paralel bağlanmalarının asıl etkiler göstereceği incelenmiştir. CPG ve CPG'nin içinde bulunan HCO devrelerinde kullanılmış ve etkileri incelenmiştir. Devrelerin memristörlü simülasyonları yapıldıktan sonra üretilmek için devrelerin layoutları yapılmıştır ve bu layoutların daha da küçük bir alana sığması için optimizasyon çalışması yapılmıştır ve bu devrelerin küçültülebileceği ortaya koyulmuştur.
520 _aIt was understood that the memristor could model synapses facilitating transmission between neurons, enabling the creation of artificial neural networks. The use of memristors could simplify the hardware implementation of neural artificial networks, which are otherwise challenging to construct in hardware. Additionally, due to its capacity to provide switching capabilities akin to transistors while occupying less space and consuming lower energy, memristors are envisaged for use in circuits where transistors are currently employed for switching purposes. This positioning has rendered memristors significant in the field of neuromorphic engineering. One of the bio-inspired circuits where memristors could be employed is the central pattern generator (CPG) circuit, introduced by Nakada et al. This circuit, akin to neurological patterns in animals' brains, generates signals for rhythmic movements like walking, running, and breathing. Transistors in this circuit operate in subthreshold regions and consume minimal energy. Köymen highlighted the advantages of incorporating memristors in this circuit. Measurements have been taken from memristors which in two different structures: Au/TiO2/TiO2-x/Au and Pt/TiO2/TiO2-x/Pt. These results have been analyzed. Accurate simulations are essential for the effective integration of the produced devices into circuits. Accurate simulations, in turn, necessitate a proper modeling of the fabricated devices. In this thesis, SPICE and Verilog-A models were derived for the generated devices, using curve fitting, phenomenological modeling, parametric analysis and utilizing equations from the quasi-static memdiode (QMM) model introduced by Saludes-Tapia et al. due to its similar behavior. Subsequently, the utilization of these models within circuits was investigated. The effects of serial and parallel connections, depending on the circuit's nature, were explored. They were applied to both CPG and the CPG's constituent HCO circuits, and their impacts were assessed. Following the memristor-embedded circuit simulations, layouts for the circuits were created. An optimization process was performed to fit these layouts into an even smaller area, revealing the potential for further reduction in size for these circuits.
653 _aMemristör
653 _aMemdiyot
653 _aMemristör modellemesi
653 _aBiyo-esinli devreler
653 _a Analog eşik altı devreler
653 _aLayout
653 _aCPG
653 _aHCO
653 _aVerilog-A
653 _aSPICE
653 _aEğri uydurma
653 _aFenomenolojik modelleme
653 _aQMM
653 _aMemristor
653 _aMemdiode
653 _aMemristor modeling
653 _aBio-inspired circuits
653 _aAnalog subthreshold circuits
653 _aLayout
653 _aCurve fitting
653 _aPhenomenological modeling
700 1 _aKöymen, Itır
_9133167
_eadvisor
710 _aTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi.
_bFen Bilimleri Enstitüsü
_977078
942 _cTEZ
_2z