【導讀】憶阻器英文名為memristor, 用符號M表示,與電阻R,電容C,電感L構成四種基本無(wú)源電路器件,它是連接磁通量與電荷之間關(guān)系的紐帶,其同時(shí)具備電阻和存儲的性能,是一種新一代高速存儲單元,通常稱(chēng)為阻變存儲器(RRAM)。
【未來(lái)可測】系列之二:憶阻器單元基礎研究和性能研究測試方案
憶阻器英文名為memristor, 用符號M表示,與電阻R,電容C,電感L構成四種基本無(wú)源電路器件,它是連接磁通量與電荷之間關(guān)系的紐帶,其同時(shí)具備電阻和存儲的性能,是一種新一代高速存儲單元,通常稱(chēng)為阻變存儲器(RRAM)。
憶阻器備受關(guān)注的重要應用領(lǐng)域包括:非易失存儲(Nonvolatile memory),邏輯運算(Logic computing),以及類(lèi)腦神經(jīng)形態(tài)計算(Brain-inspired neuromorphic computing)等。這三種截然不同又相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)路線(xiàn),為發(fā)展信息存儲與處理融合的新型計算體系架構,突破傳統馮?諾伊曼架構瓶頸,提供了可行的路線(xiàn)。
在憶阻器研究不斷取得新成果的同時(shí),基于憶阻器的多功能耦合器件也成為研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。這些新型耦合器件包括:磁耦合器件、光耦合器件、超導耦合器件、相變憶阻器件、鐵電耦合器件等。
(一)憶阻器基礎研究測試
憶阻器研究可分為基礎研究、性能研究以及集成研究三個(gè)階段,此研究方法對阻變存儲器(RRAM)、相變存儲器(PCM)和鐵電存儲器(FeRAM)均適用。憶阻器基礎研究階段主要研究憶阻器材料體系和物理機制,以及對憶阻器器參數進(jìn)行表征,并通過(guò)捏滯回線(xiàn)對憶阻器進(jìn)行分類(lèi)。憶阻器基礎研究測試包括:直流特性、交流特性及脈沖特性測試。
憶阻器直流特性測試通常與Forming結合,主要測試憶阻器直流V-I曲線(xiàn),并以此推算SET/RESET 電壓/電流、HRS、LRS等憶阻器重要參數,可以進(jìn)行單向掃描或雙向掃描。憶阻器交流特性主要進(jìn)行捏滯回線(xiàn)的測試,捏滯回線(xiàn)是鑒別憶阻器類(lèi)型的關(guān)鍵。憶阻器脈沖測試能有效地減小直流測試積累的焦耳熱的影響,同時(shí),也可以用來(lái)研究熱量對器件性能的影響。由于憶阻器表征技術(shù)正向極端化發(fā)展,皮秒級脈沖擦寫(xiě)及信號捕捉的需求日益強烈。
泰克憶阻器基礎研究測試方案
高性?xún)r(jià)比測試方案
極端化表征測試方案
泰克方案特色:
?多種不同的配置方案,滿(mǎn)足不同的客戶(hù)需求
?泰克中國具有本地研發(fā)團隊,滿(mǎn)足客戶(hù)定制化的測試需求
?泰克合作伙伴提供全部硬件系統集成
?多家領(lǐng)先的憶阻器研發(fā)單位采用泰克測試方案
(二)憶阻器性能研究測試
憶阻器性能研究測試流程如下:
非易失存儲器性能研究是通過(guò)測試憶阻器的循環(huán)次數或耐久力(Endurance)和數據保留時(shí)間(Data Retention)來(lái)實(shí)現。在循環(huán)次數和耐久力測試中,電阻測試通常由帶脈沖功能的半導體參數測試儀完成,由于被測樣品數量多,耗時(shí)長(cháng),需要編程進(jìn)行自動(dòng)化測試。極端化表征情況下,SET/ RESET 脈沖由高速任意波發(fā)生器產(chǎn)生。
如果憶阻器被用于神經(jīng)元方面的研究,其性能測試除了擦寫(xiě)次數和數據保留時(shí)間外,還需要進(jìn)行神經(jīng)突觸阻變動(dòng)力學(xué)測試。突觸可塑性是大腦記憶和學(xué)習的神經(jīng)生物學(xué)基礎,有很多種形式。按記憶的時(shí)間長(cháng)短可分為短時(shí)程可塑性 (STP)和長(cháng)時(shí)程可塑性 (LTP),其中短時(shí)程可塑性包括雙脈沖抑制 (PPD)、雙脈沖易化 (PPF)、強直后增強 (PTP)。此外還有一些其他的可塑性, 如: 放電速率依賴(lài)可塑性 (SRDP)、放電時(shí)間依賴(lài)可塑性 (STDP)等,它們是突觸進(jìn)行神經(jīng)信號處理、神經(jīng)計算的基礎。
憶阻器的導電態(tài)可以用來(lái)表示突觸權重的變化,通過(guò)改變刺激脈沖電壓的形狀、頻率、持續時(shí)間等參數來(lái)模擬不同突觸功能相應的神經(jīng)刺激信號的特點(diǎn),測量瞬態(tài)電流可以了解阻變動(dòng)力學(xué)過(guò)程,獲得神經(jīng)形態(tài)特性的調控方法。同循環(huán)次數和耐久力測試相同,需要對帶脈沖功能的半導體參數測試儀或高速任意波發(fā)生器編程產(chǎn)生相應的脈沖序列,進(jìn)行自動(dòng)化測試。
泰克憶阻器性能研究測試方案
泰克方案特色:
?多種不同的配置方案,滿(mǎn)足極端化表證測試需求
?高性?xún)r(jià)比方案可升級為低維陣列測試方案
?泰克中國具有本地研發(fā)團隊,滿(mǎn)足客戶(hù)定制化的的測試需求
?多家領(lǐng)先的憶阻器研發(fā)單位采用泰克測試方案
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