作为数字电路的基本构件,基于忆阻器的逻辑门具有尺寸小、耗能低等良好优点,本文针对基于忆阻器的逻辑门的实现技术进行研究,主要开展的工作如下:第一章,研究了忆阻器的发展现状。第二章,研究了忆阻器的一些理论知识,详述其基本概念与数学原理。通过对惠普实验室的忆阻器模型的分析,研究了忆阻器的一般定义及其独特的伏安滞后特性。接着,本文研究了忆阻器的几种模型,并针对忆阻器的阈值自适应模型进行重点探究,为后续的逻辑门的实现技术的探索奠定基础。第三章,研究了基于忆阻器的实质蕴涵逻辑门IMPLY(Memristor-Based Material Implication),在简要分析其原理之后,综合考虑门电路的速度与稳定性,分析IMPLY门电路设计的参数限制问题。在研究结果的基础上通过仿真,模拟IMPLY门的逻辑运算过程。其次,根据实质蕴涵与布尔函数之间的关系,研究了通过IMPLY门搭建基本的与或非逻辑门的实现方法,并对IMPLY的与非门进行仿真实验,通过对实质蕴涵逻辑门的研究,发现其驱动电压程序较为复杂等问题。第四章,研究了忆阻器辅助逻辑门MAGIC(Memristor-Aided Logic)。与IMPLY逻辑门不同的是,MAGIC门外加的激励电压不变,通过对忆阻器进行不同方式的串、并联,实现逻辑运算,有效的解决IMPLY门的复杂驱动电压的问题。首先,研究MAGIC门的电路原理。其次,探究了根据不同逻辑门的真值表以及忆阻器的特性设计基本的逻辑门的方法,包括与门AND、与非门NAND、或门OR、或非门NOR以及非门NOT,并针对不同的逻辑门进行详细研究。最后,通过对NOR门与NAND门的仿真进行性能分析。此外,本文在与门的基础上提出了另外一种或门的实现方法,其不同输入组合的输出忆阻器的电压差值更大。第五章,MAGIC门集合中缺少异或门电路,与传统逻辑门不同,基于忆阻器的异或门电路无法通过已有的逻辑门构建而成。针对此问题,本文通过对MAGIC逻辑门的改进,重点探索基于MAGIC的异或门的电路设计方法,提出了异或门的两种设计方法,在理论上分析设计方案的可行性,并对电路参数的取值范围进行详尽的计算。与异或门类似,提出了基于MAGIC的同或门的设计方法。在理论研究的基础上,对基于IMPLY的异或门与本文提出的基于MAGIC的异或门的两种实现技术通过virtuoso进行仿真,结果表明,本文提出的异或门使用器件少,外加的电压序列简单,具有优越性。最后,对提出的异或门在实现过程中的问题进行分析。