[发明专利]一种忆阻器测试电路

说明书

本发明属于微电子器件的测试技术领域，涉及一种忆阻器测试电路。本发明的忆阻器测试电路，包括输入模块、限流模块、稳压模块、换向控制模块、测量模块、输出模块。输入模块为脉冲发生装置用于产生电压脉冲信号并控制ADC和DAC；稳压模块实现了电压的稳定，使得忆阻器一端的电压与输入电压相等；限流模块实现了脉冲测试过程中电流不超过限流电流；换向控制模块实现了忆阻器无需施加负电压的置位与复位过程；测量模块实现了电压测量，并用于对被测电压求差运算；输出模块由ADC作为输出模块实现了电压的采集和电路的控制。相比常规测试设备，本发明能够在测量模式和激励模式快速切换，能够输出连续短脉冲和自定义波形，避免了大型设备的使用。

技术领域

本发明属于微电子器件的测试技术领域，涉及一种忆阻器测试电路。

背景技术

忆阻器是继电阻、电感、电容之外的第四种基本元器件，它的问世震惊了国际电子技术界。忆阻器是具有记忆功能的新型非线性电阻，其阻值能随电荷流经的方向和数量发生相应变化，从而记忆住每时每刻流经的电荷量。当不再有电荷流经时，阻值能保持不变。因此，忆阻器作为具有非线性动态阻变特性、高速、低功耗、高集成度、存储与计算融合功能的新型电子器件，研究其测试表征方法以及在触发器电路方面的应用对丰富现有电路、信息存储与逻辑计算及其融合、类脑功能器件等领域具有重大的意义。

忆阻器器件常规测试装置包括主控计算机、探针台、高速脉冲发生器、低频信号发生器、源测量单元、数字实时示波器、接口电路板和连接件等。忆阻器测试主要针对其直流特性、脉冲特性与交流特性，分析器件在相应的直流、脉冲与交流作用下的忆阻特性。首先进行直流I-V特性测试，并根据测试结果判断待测器件是否具有忆阻特性。若无忆阻特性，则更换器件或改进待测器件性能后继续测试；若有忆阻特性，则进行下一步脉冲特性测试，研究忆阻器在一系列不同大小、不同形式的脉冲作用下的响应情况。根据脉冲特性测试结果来判断是否进行下一步的交流特性测试，通过交流测试研究器件在交流激励信号作用下的特性。

然而，目前并没有针对忆阻器测试方法的统一规范标准和专用的标准测试系统，常用爱德万V93K、泰克4200等设备进行测试，但这些设备操作复杂且针对性较差，无法达到忆阻器快速测试的需求。且4200等仪器专注于直流交流特性的测量，测试脉冲信号，尤其是短脉冲信号时操作较为繁琐，需要在测量模式和激励模式反复切换，无法实现自动化测试。因此，现有的忆阻器测试方法有待改进。

发明内容

为了解决现有测试方法的缺陷，本发明提供了一种忆阻器测试电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种忆阻器测试电路，如图1所示，包括输入模块、DAC、稳压模块、限流模块、换向控制模块、测量模块和ADC；其中，稳压模块用于实现了电压的稳定，且实现了忆阻器一端的电压与输入电压相等，限流模块用于使脉冲测试过程中电流不超过限流电流，有效防止器件被击穿，在跳变过程中保护器件并实现限流；换向控制模块用于使电路中不需要引入负电压值即可实现双极性忆阻器的复位和置位过程；输入模块为由FPGA或单片机等作为脉冲发生装置，用于设置DAC和ADC；最后由ADC作为电压的采集、输出、和电路的控制的装置。

具体的电路结构为：

DAC的输出接稳压模块，稳压模块包括双极结型晶体管和第一放大器，第一放大器的反相输入端接DAC的输出，同相输入端接双极结型晶体管的发射极，第一放大器的输出端接双极结型晶体管的基极，双极结型晶体管的集电极接限流模块；其中双极结型晶体管的CE结吸收多余的电源电压保证稳压模块电压精确，放大器提供足够大的环路增益保证稳压模块的输出电压稳定；