記憶電阻--基本電路元件新成員 余曉光 VE7YXG

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           本文作者 余曉光先生曾於七十年代初參與技術班組的輔導工作，後隨家人移民加拿大，並在當地考取得業餘電台牌照，呼號 VE7YXG。

       稍為涉獵電子學的人都知道，所有電子電路 -簡單或複雜的- 都是由電阻、電容、電感器(線圈)組成。所以電阻、電容、線圈被稱為電子三大無源元件。

       今年(2014)，三大元件可能迎來一位新成員--記憶電阻。記憶電阻的英文名稱是memristor，它是由memory resistor兩個英文字組合而成。

       記憶電阻是屬於電阻的類別，它有別於三大元件的地方是它的記憶功能，當電路斷電後，它仍會保留斷電時的電荷(電流量)。打個比方來說，當你用電腦工作時，電源插線突然鬆脫，電腦非正常關機。你把鬆脫的電源線重新插上，電腦馬上回復到關機前的狀況，你所打開過的程式和文件檔案都如舊顯示在熒屏，就好像甚麽事情都沒有發生過。這種記憶功能是電阻、電容、線圈的組合電路無法複制的，所以研究員都認為記憶電阻有資格成為基本電路的第四元件。

       記憶電阻的記憶能力稱為記憶阻量-M(Memristance)，它的單位是歐姆，與電阻的單位相同。所不同的是，電阻的歐姆是電壓量和電流量的變化關係，而記憶電阻的歐姆是電通量(flux)與電荷量(charge)的變化關系。

圖1是記憶電阻的符號和計算公式。

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   Leon Chua教授

           

       記憶電阻這個概念首先由美國加州伯克利大學電機工程與電腦科學系的 Leon Chua教授於1971年提出。惠普實驗室(HP Labs)的科學家們於2008年研制成第一枚記憶電阻，據聞，惠普與韓國著名的記憶體生產公司Hynix合作，打算今年年底推出記憶電阻這個商業產品。它將以記憶媒體元件應用在電腦、伺服器、和其他電子器件的結構上。由於記憶電阻是一種簡單而又容易制造的電子元件，所以它的成本和售價都會很低廉。用它制造出來的記憶體可以取代目前普遍使用的手指(USB)、閃卡(sim card)、光盤和硬盤。

     記憶電阻有如下的好處：
         - 工作時消耗更少的電能  
         - 體積可以造得比目前的記憶體更小
         - 工作速度更快
         - 基本上不會受輻射影響，可以用它制造體積小但功能強大的電子器件
         - 用它制成的電腦可以隨時開機和關機，無需等待引導

      目前，人們正在談論如何用記憶電阻去建造更佳的電腦體系，更好的電子電路和仿效人類大腦。一些市場專家預測，當記憶電阻一旦進入市場後，像互聯網伺服器、超級電腦這類市場將會出現割喉大戰。