This paper presents a novel Four Quadrant Analog Multiplier (FQAM) circuit and its applications using a single active element Current Differencing Transconductance Amplifier (CDTA) and two NMOS. This circuit has a cascadability feature as it produces current and voltage outputs at high and low impedance ports, respectively. It offers additional features such as resistor-less realization, operability in voltage and trans-conductance mode, and configurable structure. Further, the FQAM circuit is configured to develop a memristor emulator based on the proposed mathematical analogy. The proposed memristor circuit contains active elements (one CDTA, two NMOS, and one Inverting Voltage buffer) and only one grounded capacitor. It offers tunability using the transconductance gain of the CDTA block. Also, the proposed memristor emulator circuit doesn’t contain any additional multiplier block. The emulator circuit can be operated in both the Incremental and the Decremental mode of memristance variation. The results demonstrate the non-volatile property as well as hysteresis behavior for the wide frequency range. The effects of statistical variation in passive component, threshold voltage, and aspect ratios on the proposed circuits using Monte-Carlo simulation have been estimated. Also, the impact of non-idealities and the parasitic effects of the CDTA on the proposed circuits are investigated. In last, the capacitor-less version of the memristor emulator and its hysteresis characteristics have been demonstrated. The simulation results obtained using HSPICE, are agreed well with the theoretical analysis.

本文介绍了一种新颖的四象限模拟乘法器（FQAM）电路及其应用，该电路使用单个有源元件电流差跨导放大器（CDTA）和两个NMOS。该电路具有级联功能，因为它分别在高阻抗端口和低阻抗端口产生电流和电压输出。它提供了其他功能，例如无电阻实现，电压和跨导模式下的可操作性以及可配置的结构。此外，FQAM电路被配置为基于所提出的数学类比来开发忆阻器仿真器。拟议的忆阻器电路包含有源元件（一个CDTA，两个NMOS和一个反相电压缓冲器）和仅一个接地电容器。它利用CDTA模块的跨导增益提供可调性。也，建议的忆阻器仿真器电路不包含任何其他乘法器模块。仿真器电路可以忆阻变化的递增和递减模式运行。结果证明了在宽频率范围内的非易失性以及磁滞行为。使用蒙特卡洛模拟，已估算出无源元件，阈值电压和纵横比的统计变化对所提议电路的影响。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。仿真器电路可以忆阻变化的递增和递减模式运行。结果证明了在宽频率范围内的非易失性以及磁滞行为。使用蒙特卡罗仿真，可以估算出无源元件，阈值电压和纵横比的统计变化对所建议电路的影响。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。仿真器电路可以忆阻变化的递增和递减模式运行。结果证明了在宽频率范围内的非易失性以及磁滞行为。使用蒙特卡洛模拟，已估算出无源元件，阈值电压和纵横比的统计变化对所提议电路的影响。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。结果证明了在宽频率范围内的非易失性以及磁滞行为。使用蒙特卡洛模拟，已估算出无源元件，阈值电压和纵横比的统计变化对所提议电路的影响。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。结果证明了在宽频率范围内的非易失性以及磁滞行为。使用蒙特卡洛模拟，已估算出无源元件，阈值电压和纵横比的统计变化对所提议电路的影响。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。此外，还研究了非理想性的影响以及CDTA对拟议电路的寄生效应。最后，已经演示了忆阻器仿真器的无电容器版本及其滞后特性。使用HSPICE获得的仿真结果与理论分析非常吻合。