一种忆阻器测试电路转让专利
申请号 : CN202010207709.4
文献号 : CN111337811B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 刘洋 , 秦及贺 , 王俊杰 , 刘爽 , 王弘喆 , 胡绍刚 , 于奇
申请人 : 电子科技大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种忆阻器测试电路,其特征在于,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,
输入模块为脉冲发生装置,用于设置DAC和ADC;
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;
限流模块包括第一电位器、第二电位器、第一开关、第二开关、第一晶体管和第二晶体管;第二开关的一端接双极结型晶体管的集电极,第二开关的另一端接第二电位器的一端,第二电位器的另一端接第二晶体管的集电极,第二晶体管的发射极接第一晶体管的发射极,第一晶体管的基极与集电极互连,第一晶体管的集电极接第一开关的一端,第一开关的另一端接第一电位器的一端,第一电位器的另一端接地;
所述换向控制模块为H桥电路,将H桥电路四个开关定义为第四开关、第五开关、第六开关和第七开关,其中第四开关与第五开关在于同一侧,第六开关和第七开关位于同一侧;第四开关的一端与第六开关的一端连接,第四开关与第六开关的连接点与双极结型晶体管的发射极连接,第四开关的另一端与第五开关的一端连接,第五开关的另一端接地;第六开关的另一端与第七开关的一端连接,第七开关的另一端接地;第四开关与第五开关的连接点接忆阻器的一端,第六开关与第七开关的连接点接忆阻器的另一端;当第四开关和第七开关导通时,忆阻器为置位过程,第五开关和第六开关导通时,忆阻器为复位过程;
所述测量模块包括第二放大器、第三放大器、第四放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻;第二放大器的同相输入端接双极结型晶体管的集电极,第二放大器的反相输入端接其输出端,第二放大器的输出端通过第一电阻后接第四放大器的反相输入端;第三放大器的同相输入端接第二电位器的另一端,第三放大器的反相输入端接其输出端,第三放大器的输出端通过第二电阻后接第四放大器的同相输入端;第二电阻与第四放大器同相输入端的连接点通过第四电阻后接地;第四放大器的反相输入端通过第三电阻后接其输出端,第四放大器的输出端接ADC,ADC的输出为测试电路的输出。
2.一种忆阻器测试电路,其特征在于,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,
输入模块为脉冲发生装置,用于设置DAC和ADC;
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;
限流模块包括第一电位器、第二电位器、第一开关、第二开关、第一晶体管和第二晶体管;第二开关的一端接双极结型晶体管的集电极,第二开关的另一端接第二电位器的一端,第二电位器的另一端接第二晶体管的集电极,第二晶体管的发射极接第一晶体管的发射极,第一晶体管的基极与集电极互连,第一晶体管的集电极接第一开关的一端,第一电位器的另一端接地;
所述换向控制模块为H桥电路,将H桥电路四个开关定义为第四开关、第五开关、第六开关和第七开关,其中第四开关与第五开关在于同一侧,第六开关和第七开关位于同一侧;第四开关的一端与第六开关的一端连接,第四开关与第六开关的连接点与双极结型晶体管的发射极连接,第四开关的另一端与第五开关的一端连接,第五开关的另一端接地;第六开关的另一端与第七开关的一端连接,第七开关的另一端接地;第四开关与第五开关的连接点接忆阻器的一端,第六开关与第七开关的连接点接忆阻器的另一端;当第四开关和第七开关导通时,忆阻器为置位过程,第五开关和第六开关导通时,忆阻器为复位过程;
所述测量模块包括第二放大器、第三放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻;第一电阻的一端接双极结型晶体管的基极,第一电阻的另一端接第三放大器的反相输入端;第二放大器的同相输入端接双极结型晶体管的集电极,第二放大器的反相输入端接其输出端,第二放大器的输出端通过第二电阻后接第三放大器的同相输入端;第二电阻与第三放大器同相输入端的连接点通过第三电阻后接地;第三放大器的反相输入端通过第四电阻后接其输出端,第三放大器的输出端接ADC,ADC的输出为测试电路的输出。
说明书 :
一种忆阻器测试电路
技术领域
背景技术
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。
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。
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
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。
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;
一端,第二电位器的另一端接第二晶体管的集电极,第二晶体管的发射极接第一晶体管的
发射极,第一晶体管的基极与集电极互连,第一晶体管的集电极接第一开关的一端,第一开
关的另一端接第一电位器的一端,第一电位器的另一端接地;其中,第一电位器作用是调整
所在支路电流,第一开关支路确定一个电流,第二开关支路镜像这个电流,理论上第二开关
所在支路电流只能小于第一开关所在支路电流,从而达到限流;
侧;第四开关的一端与第六开关的一端连接,第四开关与第六开关的连接点与双极结型晶
体管的发射极连接,第四开关的另一端与第五开关的一端连接,第五开关的另一端接地;第
六开关的另一端与第七开关的一端连接,第七开关的另一端接地;第四开关与第五开关的
连接点接忆阻器的一端,第六开关与第七开关的连接点接忆阻器的另一端;当第四开关和
第七开关导通时,忆阻器为置位过程,第五开关和第六开关导通时,忆阻器为复位过程;
输入端接其输出端,第二放大器的输出端通过第一电阻后接第四放大器的反相输入端;第
三放大器的同相输入端接第二电位器的另一端,第三放大器的反相输入端接其输出端,第
三放大器的输出端通过第二电阻后接第四放大器的同相输入端;第二电阻与第四放大器同
相输入端的连接点通过第四电阻后接地;第四放大器的反相输入端通过第三电阻后接其输
出端,第四放大器的输出端接ADC,ADC的输出为测试电路的输出。
范围很大,具体为:
入端;第二放大器的同相输入端接双极结型晶体管的集电极,第二放大器的反相输入端接
其输出端,第二放大器的输出端通过第二电阻后接第三放大器的同相输入端;第二电阻与
第三放大器同相输入端的连接点通过第三电阻后接地;第三放大器的反相输入端通过第四
电阻后接其输出端,第三放大器的输出端接ADC,ADC的输出为测试电路的输出。
附图说明
具体实施方式
电压稳定。稳压模块内的运算放大器与双极结型晶体管组成一个负反馈电路,因为运放的
正负输入端虚短,所以E点电压即忆阻器电压等于DAC输出电压。
的。
电流从右向左流动,待测器件为reset过程。
流导致电流测量不准。两种测量模块分别如图3和图4所示。
路可用于测量电位器的阻值。
关系,使得电流测量范围更大。