未来可测]系列之二:忆阻器单元根底研讨和功用研讨测验计划

来源:斯诺克直播新闻最新>    发布时间:2024-04-10 18:24:02 1次浏览

  忆阻器英文名为memristor, 用符号M表明,与电阻R,电容C,电感L构成四种基本无源电路器材,它是衔接磁通量与电荷之间联系的枢纽,其一起具有电阻和存储的功用,是一种新一代高速存储单元,一般称为阻变存储器(RRAM)。

  忆阻器十分重视的重要应用领域包含:非易失存储(Nonvolatile memory),逻辑运算(Logic computing),以及类脑神经形状核算(Brain-inspired neuromorphic computing)等。这三种天壤之别又彼此相关的技能道路,为开展信息存储与处理交融的新式核算系统架构,打破传统冯·诺伊曼架构瓶颈,供给了可行的道路。

  在忆阻器研讨不断取得新效果的一起,根据忆阻器的多功用耦合器材也成为研讨人员重视的热门。这些新式耦合器材包含:磁耦合器材、光耦合器材、超导耦合器材、相变忆阻器材、铁电耦合器材等。

  忆阻器研讨可分为根底研讨、功用研讨以及集成研讨三个阶段,此研讨办法对阻变存储器(RRAM)、相变存储器(PCM)和铁电存储器(FeRAM)均适用。忆阻器根底研讨阶段首要研讨忆阻器资料系统和物理机制,以及对忆阻器器参数进行表征,并经过捏滞回线对忆阻器进行分类。忆阻器根底研讨测验包含:直流特性、沟通特性及脉冲特性测验。

  忆阻器直流特性测验一般与Forming结合,首要测验忆阻器直流V-I曲线,并以此计算SET/RESET 电压/电流、HRS、LRS等忆阻器重要参数,可以直接进行单向扫描或双向扫描。忆阻器沟通特性首要进行捏滞回线的测验,捏滞回线是辨别忆阻器类型的要害。忆阻器脉冲测验能有效地减小直流测验堆集的焦耳热的影响,一起,也可拿来研讨热量对器材功用的影响。因为忆阻器表征技能正向极点化开展,皮秒级脉冲擦写及信号捕捉的需求日益激烈。

  非易失存储器功用研讨是经过测验忆阻器的循环次数或耐久力(Endurance)和数据保存时刻(Data Retention)来完结。在循环次数和耐久力测验中,电阻测验一般由带脉冲功用的半导体参数测验仪完结,因为被测样品数量多,耗时长,需求编程进行自动化测验。极点化表征情况下,SET/ RESET 脉冲由高速恣意波发生器发生。

  假如忆阻器被用于神经元方面的研讨,其功用测验除了擦写次数和数据保存时刻外,还有必要进行神经突触阻改动力学测验。突触可塑性是大脑回忆和学习的神经生物学根底,有很多种方式。按回忆的时刻长短可分为短时程可塑性 (STP)和长时程可塑性 (LTP),其间短时程可塑性包含双脉冲按捺 (PPD)、双脉冲易化 (PPF)、强直后增强 (PTP)。除此以外还有一些其他的可塑性, 如: 放电速率依靠可塑性 (SRDP)、放电时刻依靠可塑性 (STDP)等,它们是突触进行神经信号处理、神经核算的根底。

  忆阻器的导电态可拿来表明突触权重的改动,经过改动影响脉冲电压的形状、频率、保持的时刻等参数来模仿不同突触功用相应的神经影响信号的特色,丈量瞬态电流能了解阻改动力学进程,取得神经形状特性的调控办法。同循环次数和耐久力测验相同,需求对带脉冲功用的半导体参数测验仪或高速恣意波发生器编程发生相应的脉冲序列,进行自动化测验。

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