Composants passifs
HP invente le quatrième élément

lundi 05 mai 2008

20080505_14 Après la résistance, le condensateur et le solénoïde, HP vient de mettre en évidence un quatrième composant passif fondamental de l'électronique : le Memristor, une appellation qui est la contraction de Memory Resistor. Cette réalisation intervient 37 ans après qu'un ingénieur de l'université de Berkeley avait postulé, en se basant sur des raisons de symétrie, l'existence d'un tel composant. Il partait de l'idée qu'un tel composant jouerait un rôle similaire par rapport au flux magnétique et à la charge qu'une résistance par rapport à l'intensité électrique et la tension. En pratique, cela signifie que ce nouveau composant aurait une mémoire lui permettant de se rappeler des valeurs du courant après que celui-ci soit passé.

20080505_10 Ces recherches ont été réalisées par une équipe du laboratoire Information and Quantum Systems Lab d'HP placée sous la direction de Stanley Williams alors qu'elle travaillait sur l'électronique moléculaire. Elles ont fait l'objet d'une publication dans le magazine scientifique Nature du 30 avril. Selon les chercheurs d'HP, ce composant est fondamentalement différent des trois autres dans la mesure où il mémorise les phénomènes passés. Quand la tension appliquée au composant est arrêtée, le Memristor à la capacité de se souvenir de la tension et du temps pendant lequel elle a été appliquée. Stanley Williams a présenté un modèle mathématique du Memristor et réalisé un prototype.

Pour expliquer le fonctionnement du Memristor, le magazine IEEE Spectrum propose l'analogie. La résistance peut être comparée à un tuyau qui jouerait le rôle de frein du courant qui le traverserait. Plus le diamètre est petit et plus la résistance à l'écoulement du liquide est élevée. Le memristor, lui, aurait une capacité d'adaptation, en augmentant son diamètre en fonction de l'importance de flux qui le traverse. Quand le flux est interrompu, il reste dans son état et donc « se souvient ».

Des applications à long terme

Les applications du Memristor sont encore lointaines mais pourraient apporter des améliorations substantielles dans certains domaines. Des ordinateurs utilisant ce type de composants en lieu et place des bonnes vieilles DRAM (Dynamic Random Access Memory) qui ont l'inconvénient de ne pas stocker les données lorsqu'elles ne sont plus sous tension. Un tel ordinateur n'aurait pas besoin d'être rebooté, l'utilisateur retrouverait ses fichiers et ses applications dans l'état où il les avait laissés.

Les Memristor pourraient être utilisés pour développer des mémoires de masse beaucoup plus rapides que les mémoires flash. Ils pourraient aussi être utilisés pour développer des réseaux neuronaux, des systèmes de reconnaissance de formes ou de la parole beaucoup plus performants que les systèmes actuels.

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Petit rappel sur les trois premiers composants passifs

Les composants passifs ont la capacité à dissiper ou à stocker de l'énergie, mais pas, à l'inverse des composants passifs, d'en générer. Les trois composants passifs sont :

- Résistance (resistor)

20080505_13 Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du courant électrique.

- Condensateur (capacitor)

20080505_11 Un condensateur est un composant électronique ou électrique dont l'intérêt de base est de pouvoir recevoir et rendre une charge électrique, dont la valeur est proportionnelle à la tension. Il se caractérise par sa capacité électrique. Son comportement électrique idéal est donc :

I = C*dU/dt

I est le courant qui traverse le composant ;

U est la tension aux bornes du composant ;

C est la capacité électrique du condensateur.

dU/dt est la variation de tension avec le temps.

- Solénoïde (inductor)

20080505_12 Une bobine, self, solénoïde, ou auto-inductance est un un composant courant en électrotechnique et électronique. une bobine est constituée d'un bobinage ou enroulement d'un fil conducteur éventuellement autour d'un noyau en matériau ferromagnétique. Les physiciens français l'appellent couramment « bobine d'inductance » ou, plus souvent et abusivement, « inductance ». Cependant, le terme inductance désigne normalement la valeur en henry de l'impédance de la bobine. Le terme de bobine peut aussi désigner un dispositif destiné à produire des tensions élevées.