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精确测量非易失性存储器NVM的电流波形

是德科技KEYSIGHT  · 公众号  ·  · 2017-09-27 07:30

正文

很多新型 NVM 存储器为双端子器件,开关状态可通过设置/重置脉冲实施控制,开/关状态可通过读脉冲来读取。以下图 1 显示的是施加到 NVM 器件的典型电压脉冲波形,设置/重置脉冲通常小于 1 μs。

图1.设置-读取-重置-读取的典型脉冲周期

器件的阻抗在设置/重置脉冲期间会发生巨大变化,其变化程度除了取决于材料和制造工艺外,还取决于脉冲参数,例如电平、瞬态时间和脉宽。

因此很重要的一点是,测量阻抗在设置/重置脉冲期间如何变化,并研究器件的机理,改进其性能、可靠性和制造工艺,或找到合适的替代材料。


传统上,我们在memory的测量中大量使用源表SMU(Source/Measure Unit)来表征管子的I/V特性,源表可以用连续扫描或者台阶扫描的方式,为管子加压



小编知道,用源表+这些夹具组合,测管子的I/V特性,是你们的擅长




然而,碰上了超高速测量转换瞬间的I/V特性,传统的 SMU 就稍显吃力, 通常改用示波器来测量。

示波器是测量小信号的一把好手,尤其是面对

1.  飘忽不定的电源纹波

2.  开关切换瞬间的毛刺

3.  由于负载变化造成的输出电压的漂移、跌落

面对这些信号,示波器统统让他们无所循形,尤其是Keysight 10bit的高精度示波器。

然而,还是有示波器抓不到的小信号,那就是一开始,我们就说到的: NVM非易失性存储器里,单个单元通断瞬间的电流。



这个时候,示波器就遇到了如下几个小问题:

1.  示波器不能直接测量电流。要将电流转换为电压,必须使用 I/V 转换器(例如 50 Ω 输入电阻、外部分流电阻、I/V 放大器等)。

2.  典型的 I/V 转换器会处于灵敏度要求而限制带宽,或因为带宽要求而限制灵敏度。因此用户很难找到或设计适合其NVM器件的 I/V 转换器。

3.  电流测量的动态范围可能会受到限制,例如,当使用 50 Ω 输入电阻或外部分流电阻进行 I/V 转换时。

4.  Actually,所有超小信号的测试,测试极限

其实是……

受限于……

测试仪器的动态范围和本底噪声


工欲善其事必先利其器,所以,当器件的最小电流小到了nA甚至pA级别,我们就推荐大家使用另一款神器。

什么电路的电流能小到uA以下?NVM这样不走寻常路的boy就是典型代表。

不止有电流特别小的特色,还有突然导通电流又特别大的第二特色,从nA级直到mA级,一步横跨5个数量级。

不光有落差超过大瀑布的通断电流,这个通断的时间它还特别短,通常<1us,这意味着,寻常测试设备,还没来及建立信号,这一通一闭的动作就已经过去了。

为了精确扑捉到NVM的freestyle, 精密电流分析仪CX3300A横空出世(以下广告,慎入)

☟☟☟

CX3300A

精密电流分析仪





主要性能:

  • 基于超宽带小电流传感技术的电流传感器(CX1101A、CX1102A、CX1103A)

  • 最大 200 MHz 带宽(50 MHz、100 MHz 和 200 MHz 选件)

  • 最大 1 GSa/s 采样率

  • 最大 256 Mpts 存储器深度(16 M、64 M 和 256 M 选件)

  • 2 通道 / 4 通道主机型号。(仅 4 通道型号提供数字通道)

  • WGXA 14.1 英寸 LCD 多点触控屏,有助于进行交互测量和调试


宽带低噪声电流传感器(CX103A)具备最大200MHz带宽/150pA本噪让小电流脉冲测量 「轻松 / 容易」


呃,这不是我想测的NVM 器件(小于 1 μs)的电流脉冲波形吗?


CX3300A利用最高 1 GSa/s 的采样率和 14 位或 16 位的动态范围对涌入电流的捕捉, 「轻松无难度」 (从uA到几百mA)。



具备 100 dB 的动态范围的CX1102A双通道电流传感器支持使用两个不同的测量量程同时进行测量。主通道测量主要电流的变化,而副通道能捕捉低电流的动态变化。



易于使用的 「任意缩放变焦」 功能可使您能够随时对波形上的任何位置进行缩放



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