文档介绍：分类号学号 M200972081
学校代码 10487 密级
硕硕士士学学位位论论文文
面向相变存储器测试的精密电流源设计
学位申请人:马翠
学科专业:微电子学与固体电子学
指导教师:李震高级工程师
答辩日期:2012 年 01 月 11 日
A Thesis Submitted in Partial of Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering
Design of a High Precision Current Source for
Phase Change Memory Measurement
Candidate :Ma Cui
Major :Microelectronics & Solid State Electronics
Supervisor :Senior Engineer Li Zhen
Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074,
Jan, 2012
独创性声明
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究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集
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学位论文作者签名:
日期: 年月日
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保密□,在____________年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
相变存储器是以相变材料为存储介质的新型非易失性半导体存储器,它利用电脉
冲产生的焦耳热使相变材料产生较大阻值差异的可逆相变实现信息存储,因此脉冲电
流源是相变存储器实现信息存储的关键器件,本文采用两种方案对用于相变存储器测
试的精密脉冲电流源进行研究设计。
本文根据相变存储器的工作原理以及其对测试用脉冲电流源的要求,采用模块化
设计思想,利用现有集成度高的成熟芯片设计了用于相变存储器测试的超宽带精密电
流源。纳秒级窄脉冲产生电路采用数字电路方法,利用 CPLD 芯片作为脉冲产生电路
的逻辑控制单元,在精密可编程延迟芯片 DS1020 的作用下产生脉冲宽度步进可调的
纳秒级窄脉冲,脉冲幅值控制电路是由 D/A 转换芯片产生的模拟电压控制,最后电流
驱动部分采用激光二极管驱动芯片 EL6257 实现,脉冲电流的幅值和宽度可以通过上
位机设置。
本文针对相变存储器高速低功耗测试的需要,对一种基于 MOS 管的低功耗精密
电流镜进行了研究分析,并利用 Pspice 仿真软件,建立仿真模型,基于 TSMC µ m
CMOS,BSIM3,Level49 工艺对此电流镜的性能进行仿真验证,仿真结果表明此电路
输出电流精确度高稳定性好,并且可以达到很宽的带宽,适合用作相变存储器测试的
激励脉冲源。
同时本文针对脉冲电流源的具体应用,介绍了相变存储单元瞬态电流的测量方
法,并根据测量电路等效电路模型分析影响测量的因素,最终实现了相变存储单元瞬
态电流,R-I 特性曲线的精确测量。
研究结果表明,本论文研究设计的精密电流源在脉冲宽度和脉冲幅值上可精确可
调,为相变存储器的测试奠定了基础。
关键词: 相变存储器精密脉冲电流源瞬态电流测量电流镜
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Phase change memory(PCM),which is based on chalcogenide alloy,isone of emerging
nonvolatile makes use of the Joule's heat induced by electrical pulses to
achieve information storage in phase change material which can reversibly c