Çok çıkışlı ota tabanlı memkapasitör ve memindüktör tasarımı ve davranışlarının incelenmesi
Multi-output ota based memcapacitor and meminductor design and investigation of their behaviors
Yazar: EYYÜP DEMİR
Danışman: PROF. DR. TEVHİT KARACALI
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, çok çıkışlı işlemsel geçiş iletkenliği yükselteci (OTA) kullanılarak bir memkapasitör (memory+capacitor) ve bir memindüktör (memory+inductor) devresi tasarlanması amaçlanmıştır. 
Yöntem: Memkapasitör ve memindüktör özelinde mem-elementlerle ilgili kısa bir tarihçe verilmiştir. Araştırmacıların mem-elementleri kullanma çabası sonucu literatüre kazandırılmış olan akademik çalışmalar derlenmiş olup, ilgili çalışmaların avantajları ve dezavantajları gösterilmiştir. Araştırmacıların yapmış oldukları bilimsel çalışmaları detaylıca incelenmekle birlikte yapılan çalışmaların nitelikleri, tasarlanan memkapasitör ve memindüktör devreleri ile karşılaştırılmıştır. Literatürde yer alan devreler ile tez çalışmasında önerilen devreler arasındaki farklılıklar çeşitli parametrelerce irdelenmiştir. Bu çalışmada önerilen memkapasitör ve memindüktör devreleri LT-Spice benzetim programı kullanılarak tasarlanmıştır. Benzetim uygulamaları ise Virtuoso Analog Design Environment of Cadence ortamında 0.18 µm teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar analiz edilmiş ve önceki çalışmalarla karşılaştırılarak yorumlanmıştır.  
Bulgular: Memkapasitör ve memindüktörlerin tasarımlarında sıkça kullanılan aktif devre elemanlarından OTA'nın tasarlanan taklit devrelerdeki önemi vurgulanmıştır ve devrenin memkapasitör ile memindüktör gibi davranmasındaki etkisi gösterilmiştir. Tasarlanan devrelerin benzetim çalışması sonucu çeşitli parametrelerde detaylı analiz yapılmıştır. Tüm bu analizlerin ışığında tasarlanan devrelerin memkapasitör ve memindüktör özelliklerini taşıdığı ve memkapasitör ile memindüktör olarak kullanılabileceği kanıtlanmıştır.
Sonuç: Elektronik devrelere olumlu katkı sunacağı aşikâr olan memkapasitör ve memindüktörün üretimi yapılana kadar sunulan ve sunulacak olan devre tasarımlarının, hemen hemen bütün elektronik sistemlerde aktif olarak yer alacağı göz ardı edilemeyecek bir gerçek olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında önerilen memkapasitör ve memindüktör devrelerinin literatüre katkı sağlayacağı ve daha sonra yapılacak çalışmalara temel teşkil edeceği düşünülmektedir. Ayrıca daha üst dereceli lineer olmayan devre elemanlarının anlaşılmasına da bu çalışmanın katkı yapacağı öngörülmektedir.

Abstract:
Purpose: In this study, it is aimed to design a memcapacitor (memory+capacitor) and a meminductor (memory+inductor) circuit using a multi-output operational transconductance amplifier (OTA). 
Method: A brief history about mem-elements specific to memcapacitors and memcapacitors is given. The academic studies that have been brought to the literature because of the researchers' efforts to use mem-elements are compiled, and the advantages and disadvantages of the related studies are shown. Beside scientific studies made by researchers were examined in detail, the qualities of the studies were compared with the designed memcapacitor and meminductor circuits. The differences between the circuits in the literature and the circuits proposed in the thesis have been examined by various parameters. Memcapacitor and meminductor circuits proposed in this study were designed using LT-Spice simulation program. Simulation applications are conducted using the Virtuoso Analog Design Environment of Cadence with TMSC 0.18 µm technology parameters. The results obtained were analyzed and interpreted in comparison with previous studies.
Findings: The importance of OTA, which is an active circuit, element frequently used in the design of memcapacitors and meminductors in simulated circuits has been emphasized and its effect on the circuit acting as a memcapacitor and a memcapacitor has been shown. As a result of the simulation study of the designed circuits, detailed analysis was made in various parameters. In the light of all these analyzes, it can be proved that the circuits designed have the characteristics of memcapacitor and meminductor and can be used as memcapacitor and meminductor.
Results: It is an undeniable fact that the circuit designs presented and to be presented until the production of memcapacitor and memcapacitor, which is obvious to make a positive contribution to electronic circuits, will actively take place in almost all electronic systems. It is thought that memcapacitor and meminductor circuits proposed in this thesis will contribute to the literature and will serve as a basis for future studies. In addition, it is predicted that this study will contribute to the understanding of the higher order nonlinear circuit elements.