Letysite.ru

IT Новости с интернет пространства
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрически стираемое перепрограммируемое пзу

СППЗУ — Стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства

Цифровые полупроводниковые микросхемы памяти предназначены для применения в оперативных (ОЗУ) и постоянных (ПЗУ) запоминающих устройствах. Наиболее распространены БИС памяти с произвольной выборкой, основной частью которых является накопитель — матрица запоминающих элементов (элементов памяти), каждый из которых предназначен для хранения одного бита информации. Совокупность элементов представляет собой информационную емкость БИС. С помощью систем шин строк Х и столбцов Y возможна выборка произвольного элемента памяти.

Микросхемы ПЗУ хранят информацию при отключении источника питания, тогда как в микросхемах ОЗУ она теряется.

Важнейшими параметрами элемента памяти являются площадь, занимаемая им на кристалле, и потребляемая мощность. Для достижения максимальной информационной емкости площадь элемента, а значит, и размеры транзисторов (длина, ширина канала и др.) должны быть минимальными. Они зависят от разрешающей способности фотолитографии, задающей минимальный топологический размер. При сравнении элементов памяти разных типов удобно оценивать их площадь не в абсолютных, а в относительных единицах — числом литографических квадратов со стороной. Относительная площадь характеризует «качество» схемотехники и топологического проектирования элементов памяти.

Репрограммируемые ПЗУ хранят информацию при отключенном источнике питания. Ввод информации называют программированием. Установку элементов памяти в исходное одинаковое состояние, соответствующее хранению лог. О (или лог. 1), называют стиранием информации. В зависимости от типа элементов памяти оно может осуществляться электрическим или неэлектрическим способом. Соответствующие устройства обозначают ЭСППЗУ (электрически стираемые программируемые ПЗУ) или СППЗУ. В СППЗУ стирание осуществляется сразу для всех элементов накопителя, в ЭСППЗУ его можно произвести в отдельной строке и даже в произвольно выбранном одном элементе. Стирание и последующее программирование образуют цикл перепрограммирования.

Элементы памяти основываются на бистабильных МДП-транзисторах, которые могут находиться в одном из двух состояний, соответствующих хранению лог. 1 или лог. О. Наиболее распространенными являются транзисторы с «плавающим» затвором, у которых между управляющим затвором и подложкой расположен второй затвор, со всех сторон окруженный диэлектриком. Потенциал второго затвора изменяется в зависимости от заряда на нем, отсюда и название «плавающий». Хранимая информация определяется зарядом на плавающем затворе.

Элементы СППЗУ

В отличие от постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) и однократно программируемых постоянных запоминающих устройств (ППЗУ), которые не допускают изменения однажды записанной информации, в стираемых ПЗУ информацию можно перезаписывать многократно. Стирание информации производится с помощью ультрафиолетового облучения. Длительность хранения записанной информации может доходить до нескольких лет и более. Поэтому стираемые ПЗУ часто называют энергонезависимой памятью (памятью с сохранением информации при выключении электропитания). Существует много различных типов стираемых ПЗУ незначительно отличающихся принципами действия и структурой, причем каждый тип имеет свои разновидности.

Электрически программируемые ПЗУ (ЭППЗУ) не требуют для стирания информации ультрафиолетового облучения. Запись и удаление информации из запоминающего элемента производится с помощью приложения высокого напряжения. Примером ЭППЗУ является структура с плавающим затвором и туннельным переходом (ПЛТМОП). В таких ПЗУ информация стирается электрически последовательно бит за битом.

В настоящее время моделирование и оптимизация конструкции ЭСППЗУ осложнено отсутствием модели запоминающего элемента, основой которого является участок с туннельным окислом. Для модели требуется создание схемы замещения этого участка на основе анализа элементной базы низковольтовых ЭСППЗУ, а также методики расчета и оптимизации конструкции ячейки.

В случае хранения лог. 1 на плавающем затворе существует отрицательный заряд электронов и пороговое напряжение по управляющему затвору, получается высоким (несколько вольт). Если хранится лог. О, то заряд на плавающем затворе равен нулю или положителен, тогда пороговое напряжение, низкое (или даже отрицательное). Так как токи утечки диэлектрика ничтожно малы, то время хранения, являющееся важным параметром элемента памяти, большое. По оценкам оно превышает 10 лет при повышенной температуре (70. 100’С), когда токи утечки максимальны.

В режиме считывания на шину выбранной строки подают напряжение, лежащее в пределах порогового, а на шины остальных строк — напряжение, меньшее порогового, так что в элементах памяти этих строк транзисторы закрыты. В выбранной строке транзисторы будут открытыми или закрытыми в зависимости от хранимой информации. Следовательно, в шине выбранного столбца в случае хранения лог. 0 будет протекать ток, а в случае хранения лог. 1 ток равен О. Ток в шине столбца воспринимается усилителем считывания. Время считывания определяется значением тока, чувствительностью и быстродействием усилителя и других схем обслуживания. Оно того же порядка, что и в СБИС ОЗУ.

В режиме программирования напряжение на шине выбранного столбца устанавливается высоким (около 15..20 В), если необходимо создать отрицательный заряд на плавающем затворе (запрограммировать лог. 1). В противном случае это напряжение равно 0. Напряжение на шине выбранной строки также устанавливается высоким, причем большим напряжения программирования столбца. Программирование основано на инжекции горячих электронов в окисел у стокового конца канала. Они генерируются в сильном электрическом поле, высокая напряженность которого обусловлена малой длиной канала и большим напряжением программирования. Число инжектированных электронов пропорционально току канала, составляющему несколько миллиампер. Так как напряжение на управляющем затворе выше, чем на стоке, в диэлектрике существует вертикальная составляющая вектора напряженности электрического поля, благодаря которой инжектированные в окисел электроны дрейфуют к плавающему затвору и накапливаются на нем. Ток через диэлектрик очень мал (единицы пикоампер), поэтому время программирования одного элемента памяти весьма велико (около 1 мс) и на 4 порядка превышает время считывания.

Стирание (удаление электронов с плавающего затвора) производится облучением кристалла ультрафиолетовым светом, для чего в корпусе микросхемы предусматривается окно с кварцевым стеклом. Под действием света электроны приобретают энергию, достаточную для перехода с плавающего затвора в диоксид. Далее они дрейфуют в подложку, потенциал которой должен быть выше, чем на управляющем затворе. Время стирания порядка 1 мин. Для проведения этой операции микросхема должна быть извлечена из устройства и поставлена в специальную установку стирания, что практически не всегда удобно, причем стирается содержимое всего накопителя.

В каждом цикле перепрограммирования происходят небольшие изменения в физической структуре элемента. Протекание токов через диоксид приводит к захвату в нем электронов ловушками и образованию дополнительного поверхностного заряда. Установлено, что после большого числа циклов разность порогового напряжения 0 и 1 уменьшается. Поэтому существует максимально допустимое число циклов перепрограммирования (около 103).

Читать еще:  Общая задача математического программирования

Достоинством рассмотренного элемента является его простота и малая площадь (6. 10 литографических квадратов). Это позволяет создавать СБИС большой информационной емкости (1 Мбит и выше).

ПЗУ с электрическим стиранием

Они позволяют производить как запись, так и стирание (или перезапись) информации с помощью электрических сигналов. Для построения таких ППЗУ применяются структуры с лавинной инжекцией заряда, аналогичные тем, на которых строятся ППЗУ с УФ стиранием, но с дополнительными управляющими затворами, размещаемыми над плавающими затворами. Подача напряжения на управляющий затвор приводит к рассасыванию заряда за счет туннелирования носителей сквозь изолирующий слой и стиранию информации. По этой технологии изготовляют микросхемы К573РР2.

Достоинства ППЗУ с электрическим стиранием: высокая скорость перезаписи информации и значительное допустимое число циклов перезаписи — не менее 10000.

ОЗУ

Статические ОЗУ

Рассматриваемые типы запоминающих устройств (ЗУ) применяются в компьютерах для хранения информации, которая изменяется в процессе вычислений, производимых в соответствии с программой, и называются оперативными (ОЗУ). Информация, записанная в них, разрушается при отключении питания.

Главной частью ЗУ является накопитель, состоящий из триггеров .


Рис.9-1 Матрица ЗУ

Накопитель двухкоордииатпого ЗУ состоит из нескольких матриц (рис.9-1), количество которых определяется числом разрядов записываемого слова. Запоминающие элементы (ЗЭ) одной матрицы расположены на пересечении адресных шин Х строк и Y столбцов, имеют одну общую для всех элементов разрядную шину. В ЗЭ одной матрицы записываются одноименные разряды всех слов, а каждое слово — в идентично расположенные запоминающие элементы ЗЭi, всех матриц, составляющие ячейку памяти. Таким образом, в двухкоординатное четырехматричное ЗУ, матрицы которого содержат по 16 запоминающих элементов (рис.9-1), можно записать 16 четырехразрядных слов.

Динамические ОЗУ

В них запоминающий элемент содержит только один транзистор (рис.9-2).


Рис.9-2 Элемент динамической ОЗУ

Информация в таком элементе хранится в виде заря­да на запоминающем конденсаторе, обкладками которого являются области стока МОП-транзистора и подложки. Запись и считывание ннформаини производятся путем открывания транзистора по затвору и подключения тем самым заноминаюшей емкости к схеме усилителя-регенератора. Последний, по существу является триггерным элементом, который в зависимости от предварительной подготовки или принимает (считывает) информацию из емкостной запоминающей ячейки, устанавливаясь при этом в состояние 0 или 1, или наоборот, в режиме записи соответствующим образом заряжает ячейку, будучи предварительно установленным в 0 или 1.

В режиме чтения триггер усилителя-регенератора в начале специальным управляющим сигналом устанавливается в неустойчивое равновесное состояние, из которого при подключении к нему запоминающей емкости он переключается в 0 или I. При этом в начале он потребляет часть заряда, а затем при установке в устойчивое состояние, возвращает его ячейке, осуществляя таким образом регенерацию ее состояния. В режиме хранения информации необходимо периодически производить регенерацию для компенсации естественных утечек заряда. Максимальный период цикла регенерации для каждой из ячеек обычно составляет 1-2 мс.

Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 731 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Перепрограммируемые ПЗУ, Flash-память

Существенный недостаток БИС полупроводниковых ПЗУ заключается в том, что программирование в них возможно только один раз. При необходимости коррекции информации, хранимой в ПЗУ, например при отладке программ или уточнении задачи, решаемой ЭВМ, возникает необходимость в частичной замене БИС ПЗУ. Эти проблемы можно решить, применив репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ), способные не только практически бесконечно долго хранить информацию при отключении питания (энергонезависимые РПЗУ), но и при необходимости допускающие запись новой информации электрическим способом. Считывание хранимой в РПЗУ информации осуществляется обычно за сотни наносекунд, а стирание старой информации и последующая запись новой требуют гораздо больше времени.

По способу стирания информации различают РПЗУ со стиранием ультрафиолетовыми лучами (РПЗУ-УФ) и РПЗУ с электрическим стиранием (РПЗУ-ЭС). В РПЗУ-УФ в качестве запоминающего элемента используется МОП-транзистор с одним так называемым плавающим затвором или чаще МОП-транзистор с двойным затвором – плавающим и управляющим. В РПЗУ-ЭС используется МОП-транзистор с двойным затвором или транзистор со структурой металл-нитрид кремния (Si3N4) –диоксид кремния (SiO2) – полупроводник (МНОП-транзистор).

Структура МОП-транзисторов с плавающими затворами (рис. 4.32 и 4.33) характеризуется наличием проводящего слоя (обычно из поликристаллического кремния), расположенного над областью канала и изолированного от остальных областей транзистора диоксидом кремния SiO2.

Принцип работы этих приборов основан на лавинном пробое pn-перехода (сток–подложка) при подаче на сток достаточно большого обратного напряжения (15. 30 В). При этом у прибора с двойным затвором на управляющий затвор подается достаточно высокое напряжение той же полярности (см. рис. 4.33).

Рис. 4.32. Принцип действия ячейки ПЗУ с УФ стиранием

Электроны, попадая на плавающий затвор, оказываются как бы в ловушке и после снятия напряжения со стока и управляющего затвора (у МОП-транзисторов с двойными затворами) могут сохраняться в нем в течение длительного времени (в высококачественных приборах многие годы).

На рис. 4.34 показаны вольтамперные характеристики (ВАХ), характеризующие состояния n-МОП-транзистора: исходное (1) и после записи информации (2). Наличие электронов на плавающем затворе n-МОП-транзистора значительно увеличивает его пороговое напряжение по сравнению с n-МОП-транзистором, у которого нет или очень мало таких электронов.

Для того чтобы исключить накопление заряда на плавающем затворе и обеспечить малое значение порогового напряжения n‑МОП-транзистора, при его программировании на сток прибора с одним плавающим затвором не подается напряжение обратного смещения перехода сток–подложка (программирующее напряжение). Для этой цели у прибора с двойным затвором высокое напряжение подается только на управляющий затвор. Стирание информации (заряды на плавающем затворе) у МОП‑транзистора с одним плавающим затвором может производиться только ультрафиолетовым облучением, а у МОП-транзистора с двойным затвором и ультрафиолетовым облучением, и электрическими сигналами.

Для стирания информации ультрафиолетовым облучением кристалла корпус микросхемы имеет специальное прозрачное окошко. Лучи вызывают в области плавающего затвора транзистора фототоки и тепловые токи, что делает эти области проводящими и приводит к стеканию заряда с плавающего затвора в подложку. Стирание информации происходит сразу на всем кристалле, но для выполнения этой операции требуется достаточно большое время (десятки минут). В РПЗУ-УФ число операций стирания при перепрограммировании ограничено (10. 100 для отечественных микросхем), так как под действием ультрафиолетовых лучей свойства материалов в кристалле постепенно изменяются. РПЗУ-УФ с запоминающим элементом в виде прибора с двойным затвором используются гораздо чаще, так как в запоминающем элементе на МОП-транзисторе с одним плавающим затвором необходимы дополнительный МОП-транзистор для считывания информации (рис. 4.35) и большее значение программирующего напряжения.

Читать еще:  Компонентный подход в программировании

Рис. 4.35. Реализация схемы считывания информации с ячейки ПЗУ

Использование в РПЗУ приборов с двойными затворами позволяет осуществлять выборочное электрическое стирание информации не на всем кристалле, а только в подлежащих перепрограммированию запоминающих элементах. Электрическое стирание информации осуществляется подачей высокого напряжения программирования только на управляющий затвор. При электрическом способе процесс стирания происходит гораздо быстрее, а число циклов перепрограммирования увеличивается до 10 4 . 10 6 . Кроме того, для перепрограммирования не требуется извлекать микросхему из устройства, в котором она работает. Поэтому БИС РПЗУ-ЭС постепенно вытесняют БИС РПЗУ-УФ, хотя количество запоминающих элементов в последних пока еще несколько больше из-за более простой структуры управления.

МНОП-транзистор (рис. 4.36) отличается от обычного
МОП-транзистора наличием под затвором двух слоев диэлектрика: слоя диоксида кремния (SiO2) толщиной примерно 0,005 мкм, нанесенного на поверхность кристалла, и поверх него слоя нитрида кремния (Si3N4) толщиной 0,1 мкм. На границе диэлектрических слоев возникают центры захвата заряда, куда благодаря туннельному эффекту через тонкий слой SiO2 при достаточной для его возникновения напряженности электрического поля между затвором и подложкой могут проходить носители заряда и скапливаться на границе этих слоев. Меняя направленность электрического поля, можно создать заряд любого знака на границе диэлектрических слоев.

Рис. 4.36. Принцип действия МНОП-транзистора

В МНОП-транзисторе с p-каналом положительный заряд увеличивает его пороговое напряжение настолько, что рабочее напряжение на затворе прибора не в состоянии его открыть. Транзистор, в котором заряд отсутствует или имеет другой знак, легко открывается рабочим значением напряжения. Так осуществляется хранение 1 бита информации в МНОП-транзисторе: одно из состояний трактуется как отображение лог. 1, другое – как лог. 0.

В режиме стирания (см. рис. 4.36, а) – записи большого значения порогового напряжения – затвор заземляется, а на подложку подается положительный импульс амплитудой 20. 30 В. Стирание может осуществляться также подачей отрицательного импульса напряжения амплитудой 20. 30 В на управляющий затвор. В режиме программирования – записи малого значения порогового напряжения – на затвор р-МНОП-транзистора подается положительное напряжение (см. рис. 4.36, б) при заземленных выводах подложки, стока и истока. В режиме считывания на затвор прибора подается напряжение, находящееся между этими двумя значениями пороговых напряжений.

Многократно программируемые ПЗУ

Процедура программирования таких ПЗУ обычно предполагает два этапа: сначала производится стирание содержимого всех или части ячеек, а затем производится запись новой информации.

В этом классе постоянных запоминающих устройств выделяют несколько групп:

• EPROM (Erasable Programmable ROM — стираемые программируемые ПЗУ);

• EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM — электрически стираемые программируемые ПЗУ);

Микросхемы EPROM. В EPROM запись информации производится электрическими сигналами, так же как в PROM, однако перед операцией записи содержимое всех ячеек должно быть приведено к одинаковому состоянию (стерто) путем воздействия на микросхему ультрафиолетовым облучением. Кристалл заключен в керамический корпус, имеющий небольшое кварцевое окно, через которое и производится облучение. Чтобы предотвратить случайное стирание информации, после облучения кварцевое окно заклеивают непрозрачной пленкой. Процесс стирания может выполняться многократно. Каждое стирание занимает порядка 20 мин.

Данные хранятся в виде зарядов плавающих затворов МОП-транзисторов, играющих роль конденсаторов с очень малой утечкой заряда. Заряженный ЗЭ соответствует логическому нулю, а разряженный — логической единице. Программирование микросхемы происходит с использованием технологии инжекции горячих электронов. Цикл программирования занимает нескольких сотен миллисекунд. Время считывания близко к показателям ROM и DRAM.

По сравнению с PROM микросхемы EPROM дороже, но возможность многократного перепрограммирования часто является определяющей. Данный вид ИМС выпускался в рамках серии К573 (зарубежный аналог — серия 27ххх).

Микросхемы EEPROM. Более привлекательным вариантом многократно программируемой памяти является электрически стираемая программируемая постоянная память EEPROM. Стирание и запись информации в эту память производятся побайтово, причем стирание — не отдельный процесс, а лишь этап, происходящий автоматически при записи. Операция записи занимает существенно больше времени, чем считывание — несколько сотен микросекунд на байт. В микросхеме используется тот же принцип хранения информации, что и в EPRОM. Программирование EPRОM не требует специального программатора и реализуется средствами самой микросхемы.

Выпускаются два варианта микросхем: с последовательным и параллельным доступом, причем на долю первых приходится 90% всех выпускаемых ИМС этого типа. В EEPROM с доступом по последовательному каналу (SEEPROM — Serial EEPROM) адреса, данные и управляющие команды передаются по одному проводу и синхронизируются импульсами на тактовом входе. Преимуществом SEEPROM являются малые габариты и минимальное число линий ввода/вывода, а недостатком — большое время доступа. SEEPROM выпускаются в рамках серий микросхем 24Сххх, 25Сххх и 93Сххх, а параллельные EEPROM — в серии 28Сххх.

В целом EEPROM дороже, чем EPROM, а микросхемы имеют менее плотную упаковку ячеек, то есть меньшую емкость.

Флэш-память. Относительно новый вид полупроводниковой памяти — это флэш-память (название flash можно перевести как «вспышка молнии», что подчеркивает относительно высокую скорость перепрограммирования). Впервые анонсированная в середине 80-х годов, флэш-память во многом похожа на EEPROM, но использует особую технологию построения запоминающих элементов. Аналогично EEPROM, во флэш-памяти стирание информации производится электрическими сигналами, но не побайтово, а по блокам или полностью. Здесь следует отметить, что существуют микросхемы флэш-памяти с разбивкой на очень мелкие блоки (страницы) и автоматическим постраничным стиранием, что сближает их по возможностям с EEPROM. Как и в случае с EEPROM, микросхемы флэш-памяти выпускаются в вариантах с последовательным и параллельным доступом.

Читать еще:  Программирование диалога с компьютером

По организации массива ЗЭ различают микросхемы типа:

• Bulk Erase (тотальная очистка) — стирание допустимо только для всего массива ЗЭ;

• Boot Lock — массив разделен на несколько блоков разного размера, содержимое которых может очищаться независимо. У одного из блоков есть аппаратные средства для защиты от стирания;

• Flash File — массив разделен на несколько равноправных блоков одинакового размера, содержимое которых может стираться независимо.

Полностью содержимое флэш-памяти может быть очищено за одну или несколько секунд, что значительно быстрее, чем у EEPROM. Программирование (запись) байта занимает время порядка 10 мкс, а время доступа при чтении составляет 35-200 нс.

Как и в EEPROM, используется только один транзистор на бит, благодаря чему достигается высокая плотность размещения информации на кристалле (на 30% выше чем у DRAM).

Наиболее распространенные серии микросхем флэш-памяти — 28Fxxx, 29F/C/ ЕЕххх, 39SFxxx (параллельные) и 45Dxxx (последовательные).

Энергонезависимые оперативные

Запоминающие устройства

Под понятие энергонезависимое ОЗУ (NVRAM — Non-Volatile RAM) подпадает несколько типов памяти. От перепрограммируемых постоянных ЗУ их отличает отсутствие этапа стирания, предваряющего запись новой информации, поэтому вместо термина «программирование» для них употребляют стандартный термин «запись».

Микросхемы BBSRAM. К рассматриваемой группе относятся обычные статические ОЗУ со встроенным литиевым аккумулятором и усиленной защитой от искажения информации в момент включения и отключения внешнего питания. Для их обозначения применяют аббревиатуру BBSRAM (Battery-Back SRAM).

Микросхемы NVRAM. Другой подход реализован в микросхеме, разработанной компанией Simtec. Особенность ее в том, что в одном корпусе объединены статическое ОЗУ и перепрограммируемая постоянная память типа EEPROM. При включении питания данные копируются из EEPROM в SRAM, а при выключении — автоматически перезаписываются из SRAM в EEPROM. Благодаря такому приему данный вид памяти можно считать энергонезависимым.

Микросхемы FRAM. FRAM (Ferroelectric RAM — ферроэлектрическая память) разработана компанией Ramtron и представляет собой еще один вариант энергонезависимой памяти. По быстродействию данное ЗУ несколько уступает динамическим ОЗУ и пока рассматривается лишь как альтернатива флэш-памяти. Причисление FRAM к оперативным ЗУ обусловлено отсутствием перед записью явно выраженного цикла стирания информации.

Запоминающий элемент FRAM похож на ЗЭ динамического ОЗУ, то есть состоит из конденсатора и транзистора. Отличие заключено в диэлектрических свойствах материала между обкладками конденсатора. В FRAM этот материал (несмотря на название, он не содержит железа и имеет химическую формулу ВаТiO3) обладает большой диэлектрической постоянной и может быть поляризован с помощью электрического поля. Поляризация сохраняется вплоть до ее изменения противоположно направленным электрическим полем, что и обеспечивает энергонезависимость данного вида памяти. Данные считываются за счет воздействия на конденсатор электрического поля. Величина возникающего при этом тока зависит от того, изменяет ли приложенное поле направление поляризации на противоположное или нет, что может быть зафиксировано усилителями считывания.

В процессе считывания содержимое ЗЭ разрушается и должно быть восстановлено путем повторной записи, то есть как и DRAM, данный тип ЗУ требует регенерации. Количество циклов перезаписи для FRAM обычно составляет 10 млрд.

Главное достоинство данной технологии в значительно более высокой скорости записи по сравнению с EEPRОM. В то же время относительная простота ЗЭ позволяет добиться высокой плотности размещения элементов на кристалле, сопоставимой с DRAM. FRAM выпускаются в виде микросхем, полностью совместимых с последовательными и параллельными EEPROM. Примером может служить серия 24Схх.

Перепрограммируемые или многократно программируемые ЗУ;

Различаются элементы со стиранием информации ультрафиолетовыми лучами (EPROM — erasable programmable ROM- стираемое программируемое ЗУ) и с электрическим стиранием (EEPROM).

ППЗУ выполняются по ЛИПЗМОП – технологии (лавинно-инжекционные элементы памяти с плавающим затвором) (см. рис.). В исходном состоянии плавающий затвор, изолированный слоем окиси кремния, не заряжен и транзистор работает как обычный полевой с индуцируемым каналом n-типа. В ЗУ исток транзистора обычно соединен с общей шиной и при приложении высокого потенциала к затвору (выше порогового уровня ) транзистор открывается. На шину данных выставляется логический ноль. Для записи логической единицы повышают напряжение между стоком и подложкой, чтобы поднять энергию электронов, движущихся в канале. Часть электронов проходит через слой окиси кремния и накапливается на плавающем затворе, заряжая его отрицательно и экранируя тем самым заряд управляющего затвора. Теперь при считывании транзистор всегда будет заперт. Для удаления заряда плавающего затвора затворы транзисторов облучают ультрафиолетовым светом в течение 20 – 30 мин. Энергия электронов в плавающем затворе повышается, окись кремния ионизируется, уменьшая сопротивление, и заряд затвора рассасывается. Срок хранения информации в таких ЗУ составляет 15000 – 25000 часов. Количество циклов стирания – записи – до 10000. Основная отечественная серия – 573. Емкость достаточно большая (573РФ2 – 2Кх8).

Электрически стираемые программируемые ПЗУ (EEPROM) также как предыдущие ЗУ выполняются по ЛИПЗМОП – технологии, но изолирующая окисная пленка между плавающим затвором и каналом имеет меньшую толщину, что позволяет электрически управлять не только накоплением заряда плавающего затвора, но и рассасыванием его. Как запись, так и стирание происходят при повышенном напряжении. ИС более ранних выпусков имеют специальный вход для подачи высокого (до 25 В) напряжения (см. ИС 558РР1, 558 РР11), современные схемы зачастую используют встроенные схемы повышения напряжения (1568РР1, РР2). Особенностью последних элементов является последовательная организация процессов передачи адреса и данных (шина I 2 C), что позволяет использовать корпус с малым количеством выводов, наличие внутреннего счетчика адреса и схемы исправления внутренних единичных ошибок. Для ИС 1568РР1, емкостью 256Х8 бит, назначение выводов следующее: А0-А2 локальный адрес ИС, устанавливаемый коммутацией выводов на шины «0», «+5В», и позволяющий подключать к одной шине I 2 C до 8 ИС; TES – тактовый сигнал при стирании; SDA – информационный вход/выход; SDL – тактовый сигнал.

К этому же типу ЗУ относятся flash EEPROM («мигающее» ЗУ), позволяющее стирать память по отдельным блокам.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector