脉冲集成测试系统

一、忆阻器介绍

忆阻器材料种类繁多，主要包括金属氧化物、钙钛矿材料、硫化物、有机材料等。

上述材料或者由其制备的忆阻器电子元件是一种具有记忆功能的非线性电阻，具有记忆和可变电阻性质。忆阻器的电阻值是由流经它的电荷确定的。这意味着，通过测定忆阻器的阻值，便可知道流经它的电荷量，从而有记忆电荷的作用。这种组件的效果就是它的电阻会随着通过的电流量而改变，并且就算电流停止了，它的电阻仍然会停留在之前的值，直到接受到反向的电流它才会被推回去。

二、忆阻器系统配置

三、系统硬件拓扑原理图

脉冲集成测试系统由任意波函数发生器、数字示波器、和电流放大器组成。对任意波函数发生器的操作涉及到波形类型，幅度，脉宽，占空比，频率和相位。对示波器的操作，涉及到通道、档位、偏置、触发电平、触发通道、触发方式和时基；

系统拓扑图

系统架构图

四、系统介绍

本系统可以通过对任意波函数发生器、数字示波器、电流放大器的控制，实现对忆阻器的测试；可以实现两端和三端忆阻器的测试，进行两端测试时，只需设置一个通道的脉冲波，三端测试时，除了一个通道的脉冲波形外，另一通道可设置脉冲或者恒压输出。

系统工作流程：任意波函数发生器按照用户设定的脉冲波形输出一个通道的脉冲信号，脉冲信号通过探针台的探针将脉冲输入到器件上，如果进行三端器件输出，那么用户可以选择通道二输出恒压或者脉冲信号到器件。通过探针台探针器件

第三端将电流信号通过探针台接入电流放大器，电流放大器将电流信号发大并转成电压信号，电流放大器输出通过电缆连接到示波器模拟输入端口，数字示波器完成电压信号采集，电流信号采集和波形测试。用户可以选择显示电流波形或者电阻波形。

五、系统技术指标

1.任意波函数发生器产生的最小脉冲宽度：20ns

2.数字示波器采集带宽：500MHz

3.施加电压0.3V, 脉冲宽度1us, 系统采集电流达到30uA

4.施加电压1.9V, 脉冲宽度1us,系统采集电流达到40uA

六.系统功能

1. 可以实现两端和三端忆阻器的测试，进行两端测试时，只需设置一个通道的脉冲波，三端测试时，除了一个通道的脉冲波形外，另一通道可设置脉冲或者恒压输出；

2. 可以实现忆阻器的擦写脉冲循环测试，测试对忆阻器进行连续的擦写脉冲波形时，电阻特性和擦写脉冲循环次数的关系。设置内容包括：擦、写脉冲波形类型（方波或三角波，波形是否是不规则的，可以通过调整占空比实现）和波形参数（幅度、脉宽、占空比），；擦写脉冲之间间隔；擦写脉冲频率；测量脉冲参数（幅度、脉宽）；每次测量时擦写脉冲循环次数；总循环次数；这些参数通过t1到t9等实现波形设置，通过图例的形式，说明参数所代表的含义。

3. 可以实现忆阻器的保持性能测试，测试忆阻器持续测试时电阻与测试时间的关系。设置内容包括：测量脉冲参数（幅度、脉宽）；测量总时长；脉冲参数通过t1-t5进行编辑，t1-t5的含义通过图例说明。

4. 可以实现忆阻器的变脉高测试，设定初始脉冲高度，然后在此基础上不短增加脉冲高度。设置内容包括：脉冲宽度，初始脉冲高度，脉冲步进，步进次数。部分波形参数通过t1-t4进行设置，其含义通过图例说明，可以实现不规则方波或者三角波。

5. 可以实现忆阻器的变脉宽测试，设置初始脉冲宽度，然后根据步进次数，不短增加脉宽。设置内容包括：脉冲高度，初始脉冲宽度，脉宽步进，步进次数。部分波形参数通过t1-t4进行设置，其含义通过图例说明，可以实现不规则方波或者三角波。

6．可以实现自定义脉冲循环测试，设置正负脉冲波形，幅度，脉冲个数，整体循环次数。部分波形参数通过t1-t4进行设置，其含义通过图例说明。

7. 可以实现STDP测试，分别设置通道1，通道2自定义波形、高低电平、波形类型等。

8. 设置预期测试电流，软件可以根据电流自动设置放大器的放大倍数，以及示波器电流测量通道的档位参数。

9. 测试过程中，测试界面有测试进度条，实时显示当前测试进度。

10.测试过程中实时监测电流放大器过流状态，当出现过流报警时，软件自动停止测试，保护测试设备。