CN101783183B - 一种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，该限流电路至少包括电压比较器、单刀双掷模拟开关、RRAM器件和限流MOS管；其中，读写擦脉冲信号被分为两路输入到本电路中，一路信号输入到电压比较器中，用于区分读写擦电压，依据读写擦脉冲信号的操作电平来调节所述电压比较器的参考电压，并将所述电压比较器输出的电平作为所述单刀双掷模拟开关的控制信号，通过此控制信号，来决定在此操作电压下是否选通到所述限流MOS管支路或接地；另一路信号直接加到待测的RRAM器件上，提供操作电压。利用本发明，完成了对RRAM存储器的限流测试，并可靠地测出制备的存储器样片的性能指标，解决了RRAM存储器在脉冲测试方式下set过程的限流问题。
Description
技术领域
本发明涉及纳米器件及电路设计技术领域，尤其涉及一种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路。
背景技术
阻变存储器(RRAM)作为下一代非易失性存储器而备受关注。目前，世界多家研究机构和技术开发部门都对RRAM做了研究和相关报道。RRAM技术是以薄膜材料的电阻可在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的。根据其电阻转换的操作方式可分为单极型和双极型存储器。
在RRAM存储器测试过程中，一般使用半导体IV测试仪设备来给RRAM提供转换的工作电压，并测得器件的电流，从而得出器件的状态，确定是否发生转变。在set过程中(由高阻变为低阻)，电阻在外加电压下，突然发生转变，瞬时电流特别大，容易破坏器件，因此半导体IV测试仪一般使用了限流。
然而，直流测试一般对器件的性能产生影响，实际中有些指标常需要脉冲来配合测量。当脉冲发生器连入到系统中之后，器件便无法用半导体IV测试仪来限流。因此，本限流电路正是基于这种需要而提出的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决RRAM存储器在脉冲测试方式下set过程的限流问题，本发明的主要目的在于提出一种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，利用脉冲发生器和示波器等实验设备，完成对RRAM存储器的限流测试，并可靠地测出制备的存储器样片的性能指标。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，该限流电路至少包括电压比较器、单刀双掷模拟开关、RRAM器件和限流MOS管；其中，读写擦脉冲信号被分为两路输入到本电路中，一路信号输入到电压比较器中，用于区分读写擦电压，依据读写擦脉冲信号的操作电平来调节所述电压比较器的参考电压，并将所述电压比较器输出的电平作为所述单刀双掷模拟开关的控制信号，通过此控制信号，来决定在此操作电压下是否选通到所述限流MOS管支路或接地；另一路信号直接加到待测的RRAM器件上，提供操作电压。
上述方案中，所述电压比较器进一步连接一可调的参考电压产生电路，该可调的参考电压产生电路采用三端可调集成稳压器，并接入可变电阻和负电压，使其从正电压到负连续可调。
上述方案中，在所述限流MOS管的栅极端，进一步连接一可调的栅电压产生电路，该可调的栅电压产生电路是由基准电压源、集成运算放大器和可变电阻所组成，用于产生精确的栅压控制信号，从而能精确控制源漏电流。
上述方案中，所述限流Mos管是小信号MOS管，使源漏电流能控制在1mA的范围内。
上述方案中，所述输入到本电路中的读写擦脉冲信号是由脉冲发生器产生的。
上述方案中，该限流电路进一步包括多个外围接口，该多个外围接口包括BNC接口和TBC接口，所述BNC接口方便与脉冲发生器直接相连，所述TBC接口则方便与矩阵开关及半导体IV测试仪相连。
(三)有益效果
1、本发明提供的这种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，利用脉冲发生器和示波器等实验设备，完成了对RRAM存储器的限流测试，并可靠地测出制备的存储器样片的性能指标，解决了RRAM存储器在脉冲测试方式下set过程的限流问题。
2、本发明提供的这种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，电压比较器参考电压和MOS管栅压均可调，因此对不同种类的RRAM器件的测试尤为有效。
附图说明
图1本发明提供的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供了一种限流电路，使用在阻变存储器(RRAM)的测试中，通过限制set过程中通过样品的电流，并配合脉冲发生器产生脉冲源，从而可测出RRAM器件的开关速度、耐受性等重要存储器性能指标，并能有效避免器件被大电流烧坏的情况。
如图1所示，图1本发明提供的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路的示意图，该限流电路至少包括电压比较器、单刀双掷模拟开关、RRAM器件和限流MOS管。其中，读写擦脉冲信号被分为两路输入到本电路中，一路信号输入到电压比较器中，用于区分读写擦电压，依据读写擦脉冲信号的操作电平来调节所述电压比较器的参考电压，并将所述电压比较器输出的电平作为所述单刀双掷模拟开关的控制信号，通过此控制信号，来决定在此操作电压下是否选通到所述限流MOS管支路或接地；另一路信号直接加到待测的RRAM器件上，提供操作电压。输入到本电路中的读写擦脉冲信号是由脉冲发生器产生的。
在本限流电路中，电压比较器进一步连接一可调的参考电压产生电路，该可调的参考电压产生电路采用三端可调集成稳压器，并接入可变电阻和负电压，使其从正电压到负连续可调。
在本限流电路中，在限流MOS管的栅极端进一步连接一可调的栅电压产生电路，该可调的栅电压产生电路是由基准电压源、集成运算放大器和可变电阻所组成，用于产生精确的栅压控制信号，从而能精确控制源漏电流。限流MOS管是小信号MOS管，使源漏电流可控制在1mA的范围内。在源漏电流小于1mA情况下，基准电压源是比较理想的选择。使用基准电压源目的是为了得到精确的栅压。
本限流电路进一步包括多个外围接口，该多个外围接口包括BNC接口和TBC接口，所述BNC接口方便与脉冲发生器直接相连，所述TBC接口则方便与矩阵开关及半导体IV测试仪相连。这样，便容易实现自动化测试。
在本限流电路中，电源较多，电压比较器需要正负15V，单刀双掷模拟开关需要5V，电压比较器的基准电压及MOS管栅端电压正负可调。综合考虑，本限流电路外接正负15V的开关电源，5V由稳压器输出，电压比较器的基准电压由三端可调集成稳压器，并接入可变电阻和负电压，使其从正电压到负连续可调。
在运算放大器和单刀双掷模拟开关的选择上，既要考虑运算放大器和单刀双掷模拟开关的输入电压范围，又要考虑器件的转换速度。在RRAM存储器的脉冲测试中，用到的脉冲宽度都很小。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，其特征在于，该限流电路至少包括电压比较器、单刀双掷模拟开关、RRAM器件和限流MOS管；其中，读写擦脉冲信号被分为两路输入到本电路中，一路信号输入到电压比较器中，用于区分读写擦电压，依据读写擦脉冲信号的操作电平来调节所述电压比较器的参考电压，并将所述电压比较器输出的电平作为所述单刀双掷模拟开关的控制信号，通过此控制信号，来决定在此操作电压下是否把RRAM器件选通到所述限流MOS管支路；另一路信号直接加到待测的RRAM器件上，提供操作电压。
2.根据权利要求1所述的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，其特征在于，所述电压比较器进一步连接一可调的参考电压产生电路，该可调的参考电压产生电路采用三端可调集成稳压器，并接入可变电阻和负电压，使其从正电压到负连续可调。
3.根据权利要求1所述的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，其特征在于，在所述限流MOS管的栅极端，进一步连接一可调的栅电压产生电路，该可调的栅电压产生电路是由基准电压源、集成运算放大器和可变电阻所组成，用于产生精确的栅压控制信号，从而能精确控制源漏电流。
4.根据权利要求1所述的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，其特征在于，所述限流MOS管是小信号MOS管，使源漏电流能控制在1mA的范围内。
5.根据权利要求1所述的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，其特征在于，所述输入到本电路中的读写擦脉冲信号是由脉冲发生器产生的。
6.根据权利要求1所述的用于测试阻变存储器性能指标的限流电路，其特征在于，该限流电路进一步包括多个外围接口，该多个外围接口包括BNC接口和TBC接口，所述BNC接口方便与脉冲发生器直接相连，所述TBC接口则方便与矩阵开关及半导体电流电压测试仪相连。
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