搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路构造的一维离散混沌系统研究

冯朝文 蔡理 杨晓阔 康强 彭卫东 柏鹏

引用本文:
Citation:

单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路构造的一维离散混沌系统研究

冯朝文, 蔡理, 杨晓阔, 康强, 彭卫东, 柏鹏

Research of one-dimensional discrete chaotic system constructed by the hybrid circuits of single-electron transistor and metal oxide semiconductor

Feng Chao-Wen, Cai Li, Yang Xiao-Kuo, Kang Qiang, Peng Wei-Dong, Bai Peng
PDF
导出引用
  • 基于单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构构造出一种一维离散混沌系统. 研究了单电子晶体管与金属氧化物半导体串联混合结构的电压传输特性,并建立了相应的N型分段线性函数模型. 基于该模型实现了一维离散映射系统,分析了它的一维映射过程、分岔图和Lyapunov指数谱等动力学特性. 最后利用单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路设计出该离散混沌系统的电路结构,仿真验证与理论分析一致. 研究结果表明,利用单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构设计的离散混沌电路不仅结构非常简单,功耗很低, 而且有利于混沌系统的集成和应用.
    A one-dimensional discrete chaotic system is constructed based on the hybrid architecture of single-electron transistor and metal oxide semiconductor in this paper. Voltage transfer characteristics of the parallel architecture of single-electron transistor and metal oxide semiconductor are investigated, and the corresponding N-shape piecewise linear function model is established. Based on this model a one-dimensional discrete mapping system is first constructed, the dynamics of the system is then analyzed including one-dimensional mapping process, bifurcation diagram and Lyapunov exponent spectrum and the corresponding discrete chaotic system is finally designed through the electronic circuits of the hybrid architecture. The simulation result is consistent with the theoretical analysis. All these indicate that discrete chaotic system designed by the hybrid architecture of single-electron transistor and metal oxide semiconductor has some advantages such as simple circuit structure and low power dissipation, which are good for the integration and application of chaotic system.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61172043)、陕西省自然科学基础研究计划重点项目(批准号: 2011JZ015) 和陕西省电子信息系统综合集成重点实验室基金(批准号: 201115Y15)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61172043), the Key Program of the Natural Science for Basic Research of the Shaanxi Province, China (Grant No. 2011JZ015), and the Foundation of Key Laboratory of Electronic Information System Integration of Shaanxi Province, China (Grant No. 201115Y15).
    [1]

    Zhong M, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 3070 (in Chinese) [钟敏, 唐国宁 2010 物理学报 59 3070]

    [2]

    Chen G R, Dong X 1998 Form Chaos to Order: Methodologies, Perspectives and Applications (Singapore: World Scientific)

    [3]

    Long M, Qiu S S 2007 Chin. Phys. 16 2254

    [4]

    Guo H J, Liu D, Zhao G Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 010510 (in Chinese) [郭会军, 刘丁, 赵光宙 2011 物理学报 60 010510]

    [5]

    Rodriguez V A, Huertas J L, Rueda A, Perez V B, Chua L O 1987 Proc. IEEE 75 1090

    [6]

    Tanaka H, Sato S, Nakajima K 2000 Analog Integr. Circuits Signal Process. 25 329

    [7]

    Chen J F, Cheng L, Liu Y, Peng J H 2003 Acta Phys. Sin. 52 18 (in Chinese) [陈菊芳, 程丽, 刘颖, 彭建华 2003 物理学报 52 18]

    [8]

    Herrena R, Horio Y, Suyama K 1997 Proceedings of the International Symposium on Nonlinear Theory and Its Application (Honolulu: IEEE) p625

    [9]

    Mandal S, Banerjee S 2004 IEEE Trans. Circuits Syst. Regul. Pap. 51 1708

    [10]

    Huang J, Momenzadeh M, Lombardi F 2007 IEEE Des. Test Comput. 24 303

    [11]

    Ionescu A M, Mahapatra S, Pott V 2004 IEEE Electron Device Lett. 25 411

    [12]

    Delgado-Restituto M, RodrÏguez-Vázquez A 2002 Proc. IEEE 90 747

    [13]

    Baillieul J, Brocket R W, Washburn R B 1980 IEEE Trans. Circuits Syst. 27 990

    [14]

    Hsu C, Gobovic D, Zaghloul M E, Szu H H 1996 IEEE Trans. Neural Networks 7 1339

  • [1]

    Zhong M, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 3070 (in Chinese) [钟敏, 唐国宁 2010 物理学报 59 3070]

    [2]

    Chen G R, Dong X 1998 Form Chaos to Order: Methodologies, Perspectives and Applications (Singapore: World Scientific)

    [3]

    Long M, Qiu S S 2007 Chin. Phys. 16 2254

    [4]

    Guo H J, Liu D, Zhao G Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 010510 (in Chinese) [郭会军, 刘丁, 赵光宙 2011 物理学报 60 010510]

    [5]

    Rodriguez V A, Huertas J L, Rueda A, Perez V B, Chua L O 1987 Proc. IEEE 75 1090

    [6]

    Tanaka H, Sato S, Nakajima K 2000 Analog Integr. Circuits Signal Process. 25 329

    [7]

    Chen J F, Cheng L, Liu Y, Peng J H 2003 Acta Phys. Sin. 52 18 (in Chinese) [陈菊芳, 程丽, 刘颖, 彭建华 2003 物理学报 52 18]

    [8]

    Herrena R, Horio Y, Suyama K 1997 Proceedings of the International Symposium on Nonlinear Theory and Its Application (Honolulu: IEEE) p625

    [9]

    Mandal S, Banerjee S 2004 IEEE Trans. Circuits Syst. Regul. Pap. 51 1708

    [10]

    Huang J, Momenzadeh M, Lombardi F 2007 IEEE Des. Test Comput. 24 303

    [11]

    Ionescu A M, Mahapatra S, Pott V 2004 IEEE Electron Device Lett. 25 411

    [12]

    Delgado-Restituto M, RodrÏguez-Vázquez A 2002 Proc. IEEE 90 747

    [13]

    Baillieul J, Brocket R W, Washburn R B 1980 IEEE Trans. Circuits Syst. 27 990

    [14]

    Hsu C, Gobovic D, Zaghloul M E, Szu H H 1996 IEEE Trans. Neural Networks 7 1339

  • [1] 罗明伟, 罗小华, 李华青. 一类四维多翼混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2013, 62(2): 020512. doi: 10.7498/aps.62.020512
    [2] 贾红艳, 陈增强, 薛薇. 分数阶Lorenz系统的分析及电路实现 . 物理学报, 2013, 62(14): 140503. doi: 10.7498/aps.62.140503
    [3] 李春来, 禹思敏, 罗晓曙. 一个新的混沌系统的构建与实现. 物理学报, 2012, 61(11): 110502. doi: 10.7498/aps.61.110502
    [4] 王芳, 张新政, 申朝文, 禹思敏. 有限区域条件下离散时间系统的反控制与电路实现. 物理学报, 2012, 61(19): 190505. doi: 10.7498/aps.61.190505
    [5] 李群宏, 闫玉龙, 杨丹. 耦合电路系统的分岔研究. 物理学报, 2012, 61(20): 200505. doi: 10.7498/aps.61.200505
    [6] 周小勇. 一个新混沌系统及其电路仿真. 物理学报, 2012, 61(3): 030504. doi: 10.7498/aps.61.030504
    [7] 武花干, 包伯成, 刘中. 吸引子涡卷数量与分布的控制:系统设计及电路实现. 物理学报, 2011, 60(9): 090502. doi: 10.7498/aps.60.090502
    [8] 李春彪, 徐克生, 胡文. Sprott系统的恒Lyapunov指数谱混沌锁定及其反同步. 物理学报, 2011, 60(12): 120504. doi: 10.7498/aps.60.120504
    [9] 冯朝文, 蔡理, 康强, 张立森. 一种新的三维自治混沌系统. 物理学报, 2011, 60(3): 030503. doi: 10.7498/aps.60.030503
    [10] 冯朝文, 蔡理, 康强, 彭卫东, 柏鹏, 王甲富. 基于单电子晶体管 - 金属氧化物场效应晶体管电路的离散混沌系统实现. 物理学报, 2011, 60(11): 110502. doi: 10.7498/aps.60.110502
    [11] 李春彪, 王翰康, 陈谡. 一个新的恒Lyapunov指数谱混沌吸引子与电路实现. 物理学报, 2010, 59(2): 783-791. doi: 10.7498/aps.59.783
    [12] 唐良瑞, 李静, 樊冰. 一个新四维自治超混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2009, 58(3): 1446-1455. doi: 10.7498/aps.58.1446
    [13] 李春彪, 王翰康. 推广恒Lyapunov指数谱混沌系统及其演变研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7514-7524. doi: 10.7498/aps.58.7514
    [14] 李春彪, 陈谡, 朱焕强. 一个改进恒Lyapunov指数谱混沌系统的电路实现与同步控制. 物理学报, 2009, 58(4): 2255-2265. doi: 10.7498/aps.58.2255
    [15] 仓诗建, 陈增强, 袁著祉. 一个新四维非自治超混沌系统的分析与电路实现. 物理学报, 2008, 57(3): 1493-1501. doi: 10.7498/aps.57.1493
    [16] 刘扬正. 超混沌Lü系统的电路实现. 物理学报, 2008, 57(3): 1439-1443. doi: 10.7498/aps.57.1439
    [17] 王繁珍, 齐国元, 陈增强, 张宇辉, 袁著祉. 一个新的三维混沌系统的分析、电路实现及同步. 物理学报, 2006, 55(8): 4005-4012. doi: 10.7498/aps.55.4005
    [18] 王光义, 丘水生, 许志益. 一个新的三维二次混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2006, 55(7): 3295-3301. doi: 10.7498/aps.55.3295
    [19] 张宇辉, 齐国元, 刘文良, 阎 彦. 一个新的四维混沌系统理论分析与电路实现. 物理学报, 2006, 55(7): 3307-3314. doi: 10.7498/aps.55.3307
    [20] 陈菊芳, 程 丽, 刘 颖, 彭建华. 延迟变量反馈法控制离散混沌系统的电路实验. 物理学报, 2003, 52(1): 18-24. doi: 10.7498/aps.52.18
计量
  • 文章访问数:  4570
  • PDF下载量:  601
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-02
  • 修回日期:  2012-04-28
  • 刊出日期:  2012-04-20

单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路构造的一维离散混沌系统研究

  • 1. 空军工程大学理学院, 西安 710051;
  • 2. 空军工程大学科研部, 西安 710051;
  • 3. 空军工程大学综合电子信息系统研究中心, 西安 710051
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61172043)、陕西省自然科学基础研究计划重点项目(批准号: 2011JZ015) 和陕西省电子信息系统综合集成重点实验室基金(批准号: 201115Y15)资助的课题.

摘要: 基于单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构构造出一种一维离散混沌系统. 研究了单电子晶体管与金属氧化物半导体串联混合结构的电压传输特性,并建立了相应的N型分段线性函数模型. 基于该模型实现了一维离散映射系统,分析了它的一维映射过程、分岔图和Lyapunov指数谱等动力学特性. 最后利用单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路设计出该离散混沌系统的电路结构,仿真验证与理论分析一致. 研究结果表明,利用单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构设计的离散混沌电路不仅结构非常简单,功耗很低, 而且有利于混沌系统的集成和应用.

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回