有机浮栅存储器的工作原理
NAND与NOR FLASH的原理与异同
可靠性和耐用性
采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说，Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。
寿命(耐用性)
在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势，典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍，每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。
NAND与NOR FLASH的原理与异同！
一、存储数据的原理
两种闪存都是用三端器件作为存储单元，分别为源极、漏极和栅极，与场效应管的工作原理相同，主要是利用电场的效应来控制源极与漏极之间的通断，栅极的 电流消耗极小，不同的是场效应管为单栅极结构，而FLASH为双栅极结构，在栅极与硅衬底之间增加了一个浮置栅极。[attach]158 [/attach]
5、耐久性
FLASH由于写入和擦除数据时会导致介质的氧化降解，导致芯片老化，在这个方面NOR尤甚，所以并不适合频繁地擦写，NAND的擦写次数是100万次，而NOR只有10万次。
目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。
NOR Flash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。
● NOR的读速度比NAND稍快一些。
● NAND的写入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
● 大多数写入操作需要先进行擦除操路更少。
接口差别
NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机系统中重要的组成部份，用于存储和读取数据。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的分类、存储单元的结构、数据的存储和读取过程等内容。
二、存储器的分类存储器可以分为主存储器和辅助存储器两大类。
主存储器是计算机中直接与CPU进行数据交换的存储器，常见的有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
辅助存储器则是用于长期存储数据的设备，如硬盘、光盘和闪存等。
三、存储单元的结构存储器的最小存储单元是位（bit），表示一个二进制数0或者1。
多个位组合成字节（byte），通常是8位。
存储器根据存取方式的不同，可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机存取存储器（RAM）RAM是一种易失性存储器，它可以随机访问任意存储单元。
常见的RAM有动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。
DRAM使用电容来存储数据，需要周期性刷新以保持数据的有效性；SRAM则使用触发器来存储数据，不需要刷新。
RAM的读写速度快，但数据在断电后会丢失。
2. 只读存储器（ROM）ROM是一种非易失性存储器，它的数据是在创造时被写入的，无法被修改。
常见的ROM有只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）和电可擦除可编程只读存储器（EPROM）。
ROM的数据在断电后依然保持有效，适合存储固定的程序代码和数据。
四、数据的存储和读取过程存储器的数据存储和读取过程可以分为写入和读取两个阶段。
1. 写入过程当CPU需要将数据写入存储器时，首先将数据和地址发送给存储器控制器。
控制器根据地址确定要写入的存储单元，并将数据写入相应的位置。
写入过程通常包括地址译码、数据传送和写入操作。
2. 读取过程当CPU需要从存储器中读取数据时，首先将要读取的地址发送给存储器控制器。
控制器根据地址确定要读取的存储单元，并将数据从存储单元传送给CPU。
读取过程通常包括地址译码、数据传送和读取操作。
eeprom存储器原理
EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种非易失性存储器，它可以通过电子擦除和编程操作来存储和读取数据。
EEPROM的存储原理是基于电荷积累效应。
它由一系列的存储单元组成，每个存储单元可以存储一个位（0或1）。
每个存储单元包含一个浮栅（floating gate）和一个控制栅（control gate）。
浮栅是一个与控制栅隔离的金属层，可以在其中存储电荷。
当需要将数据写入EEPROM时，首先将控制栅上的电压设置为编程电压，然后将数据位的电压设置为高电压或低电压。
高电压表示1，低电压表示0。
然后，通过控制栅上的电压，将电荷传输到浮栅上。
这样，浮栅上的电荷量就代表了存储的数据。
当需要读取EEPROM中的数据时，将控制栅上的电压设置为读取电压，然后测量浮栅上的电荷量。
根据浮栅上的电荷量，可以确定存储的数据是0还是1。
当需要擦除EEPROM中的数据时，将控制栅上的电压设置为擦除电压，然后将浮栅上的电荷量清零。
这样，存储单元就
被擦除，可以重新写入新的数据。
总结来说，EEPROM的存储原理是通过控制栅上的电压来控制浮栅上的电荷量，从而实现数据的存储、读取和擦除。
EEPROM工作原理透彻详解
EEPROM⼯作原理透彻详解EEPROM（Electrically Erasable Programmable read only memory）即电可擦可编程只读存储器，是⼀种掉电后数据不丢失（不挥发）存储芯⽚。
EERPOM的基本结构有⼏种，这⾥讲解⽐较常⽤的FLOTOX管结构，如下图所⽰：FLOTOX（Floating Gate Tunneling Oxide）MOS管即浮栅隧道氧化层晶体管，它是在标准CMOS⼯艺的基础上衍⽣的技术。
如上图所⽰，在传统的MOS管控制栅下插⼊⼀层多晶硅浮栅，浮栅周围的氧化层与绝缘层将其与各电极相互隔离，这些氧化物的电阻⾮常⾼，⽽且电⼦从浮栅的导带向周围氧化物导带的移动需要克服较⾼的势叠，因此，浮栅中的电⼦泄漏速度很慢，在⾮热平衡的亚稳态下可保持数⼗年。
浮栅延长区的下⽅有个薄氧区⼩窗⼝，在外加强电场的作⽤下漏极与浮栅之间可以进⾏双向电⼦流动，继⽽达到对存储单元的“擦除”与“写⼊”操作。
为强调浮栅周围氧化物的绝缘效果，我们把绝缘层去掉，如下图所⽰，其中的“电⼦”就是我们需要存储的数据：其原理图符号如下所⽰：我们通常利⽤F-N隧道效应（Fowler-Nordheim tunneling）对EEPROM存储单元进⾏“擦除”或“写⼊”操作，简单地说，即FLOTOX管的控制栅极与漏极在强电场的作⽤下（正向或负向），浮栅中的电⼦获得⾜够的能量后，穿过⼆氧化硅层的禁带到达导带，这样电⼦可⾃由向衬底移动（具体细节可⾃⾏参考相关资料，此处不赘述）。
对EEPROM存储单元进⾏“擦除”操作，就是将电⼦注⼊到浮栅中的过程（不要将此处的“擦除”操作与FLASH存储单元中的“擦除”操作弄反了，具体参考FLASH对应⽂章），如下图所⽰：如上图所⽰，将FLOTOX管的源极与漏极接地，⽽控制栅极接⾼压（不⼩于12V），浮栅与漏极之间形成正向强电场，电⼦从漏极通过隧道氧化层进⼊浮栅。
为防⽌存储单元“擦除”（或“写⼊”操作）对其它单元产⽣影响，每个FLOTOX管均与⼀个选通管配对（按照制造⼯艺可分为N管与P管，这⾥我们以N管为例进⾏讲解，P管是类似的），前者就是存储电⼦的单元，⽽后者⽤来选择相应的存储单元的控制位，这种结构导致单位存储⾯积⽐较⼤，因此，EEPROM存储芯⽚的容量通常都不会很⼤。
Flash存储芯片工作原理
Flash存储芯片工作原理Flash存储芯片是一种常见的非易失性存储器，广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑、相机等。
它的工作原理是通过电子的擦除和写入来实现数据的存储和读取。
下面将详细介绍Flash存储芯片的工作原理。
1. 基本结构Flash存储芯片由许多存储单元组成，每个存储单元可以存储一个或多个位的数据。
每个存储单元由一个浮栅晶体管和一个选择晶体管组成。
浮栅晶体管用于存储数据，选择晶体管用于选择要读取或写入的存储单元。
2. 擦除操作Flash存储芯片中的存储单元是通过擦除操作来清除数据的。
擦除操作是将存储单元中的电荷量恢复到初始状态，以便写入新的数据。
擦除操作是一种相对较慢的过程，通常需要几毫秒或更长的时间。
擦除操作是通过向存储单元的浮栅晶体管中施加高电压来实现的。
高电压会引起浮栅晶体管中的电子穿隧效应，将存储单元中的电荷量清除掉。
擦除操作是以块为单位进行的，通常一个块包含多个存储单元。
3. 写入操作写入操作是将数据存储到Flash存储芯片中的存储单元中。
写入操作是通过改变存储单元中的电荷量来实现的。
写入操作相对于擦除操作来说速度更快。
写入操作是通过向存储单元的浮栅晶体管中施加适当的电压来实现的。
电压的大小决定了存储单元中的电荷量，从而决定了存储的数据。
写入操作是以页为单位进行的，通常一页包含多个存储单元。
4. 读取操作读取操作是从Flash存储芯片中的存储单元中读取数据。
读取操作是通过测量存储单元中的电荷量来实现的。
读取操作速度相对较快。
读取操作是通过选择晶体管来选择要读取的存储单元，然后测量浮栅晶体管中的电荷量来判断存储的数据。
读取操作是以页为单位进行的，通常一页包含多个存储单元。
5. 特点和优势Flash存储芯片具有以下特点和优势：- 非易失性：Flash存储芯片的数据是在断电情况下仍然可以保持的，不需要外部电源维持数据的存储。
- 高密度：Flash存储芯片可以存储大量的数据，具有较高的存储密度。
存储器的工作原理
存储器的工作原理1. 引言存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存储和检索数据。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的分类、存储单元的组成、数据的存储和检索过程等内容。
2. 存储器的分类存储器可以分为主存储器和辅助存储器两种类型。
主存储器是计算机系统中用于存储正在运行的程序和数据的地方，通常包括随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
辅助存储器则用于长期存储数据，包括硬盘驱动器、光盘和闪存等。
3. 存储单元的组成存储器由一系列存储单元组成，每个存储单元可以存储一个固定大小的数据。
存储单元通常由触发器构成，触发器可以存储一个二进制位（0或1）。
多个存储单元可以组合成一个字节，字节是计算机中最小的可寻址单元。
4. 数据的存储过程当计算机需要存储数据时，首先将数据转换为二进制形式。
然后，计算机通过地址总线将数据的地址发送给存储器。
存储器根据地址选择相应的存储单元，并将数据写入该单元。
写入过程是通过数据总线实现的。
写入完成后，存储器会返回一个确认信号。
5. 数据的检索过程当计算机需要检索存储器中的数据时，首先将数据的地址发送给存储器。
存储器根据地址选择相应的存储单元，并将存储单元中的数据通过数据总线发送给计算机。
计算机接收到数据后进行相应的处理。
6. 存储器的速度和容量存储器的速度和容量是评估存储器性能的重要指标。
速度通常以存取时间来衡量，即从发出存储请求到数据可用的时间。
容量则表示存储器可以存储的数据量，通常以字节为单位。
7. 存储器的层次结构为了提高计算机系统的性能，存储器通常以层次结构的形式组织。
层次结构中，速度较快但容量较小的存储器位于顶层，速度较慢但容量较大的存储器位于底层。
计算机系统根据需要将数据从底层存储器移动到顶层存储器，以提高数据的访问速度。
8. 存储器的容错性存储器的容错性是指存储器在出现故障时的恢复能力。
为了提高容错性，存储器通常采用冗余存储技术，例如奇偶校验码和纠错码等。
Nandflash构成与工作原理
Nandflash构成与工作原理NAND闪存是一种非易失性存储器，由于其高存储密度和快速读写速度，被广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑、固态硬盘等。
本文将介绍NAND闪存的构成和工作原理。
1.构成：NAND闪存由一系列的储存单元组成，每个储存单元都由一个浮栅晶体管和一个储存单元选择器组成。
在传统的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）中，二极管是唯一的控制门。
而在NAND闪存中，使用了浮栅结构来储存信息，每个浮栅结构都包含两个导电层，中间是一层薄氧化物。
控制门位于浮栅结构的顶部，用于控制读取和写入操作。
储存单元选择器决定了要读写的特定储存单元。
2.工作原理：（1）读取操作：首先，将控制门加上一定的偏置电压，使浮栅和基板之间发生电压差。
然后，将所需读取的储存单元选择器进行适当的设置，使选中的储存单元的选择器导通。
接下来，通过控制线对选择器进行激活，将读取电流传递到选择的储存单元。
读取电流的大小取决于储存单元的电导，从而可以得到储存在浮栅结构中的信息。
（2）写入操作：将控制门加上一定的偏置电压，使浮栅和基板之间发生电压差，然后将所需写入的储存单元选择器进行适当的设置，使选中的储存单元的选择器导通。
接下来，通过控制线对选择器进行激活，根据需要在选择的储存单元的浮栅中注入或排泄电荷，从而改变储存在浮栅结构中的电荷量。
需要注意的是，NAND闪存是个块设备，储存和擦除操作一次只能对一个块进行，而不能进行部分操作。
当需要进行存储操作时，会先将整个块的内容读取出来，然后对需要修改的内容进行修改，最后将整个块的内容重新写入。
总的来说，NAND闪存具有高速读写、高存储密度和抗震动等特点，在很多领域都得到了广泛应用。
然而，由于NAND闪存的存储单元是通过在浮栅结构中储存电荷来存储信息，因此经过多次读取和写入操作后，浮栅电荷会发生漂移，导致存储精度下降。
为解决这个问题，人们在NAND闪存基础上开发了更加先进的存储技术，如3DNAND闪存和四层细胞（QLC）闪存，以提高存储密度和可靠性。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机中的重要组成部份，它用于存储和读取数据。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的分类、存储单元的组成、数据的存储和读取过程等。
二、存储器的分类根据存储介质的不同，存储器可以分为主存储器和辅助存储器两大类。
1. 主存储器主存储器是计算机中直接用于存储数据和指令的部件，通常由半导体材料制成。
主存储器的工作速度快，但容量相对较小。
常见的主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
- 随机存取存储器（RAM）：RAM是一种易失性存储器，它可以随机读写数据。
RAM的存储单元由存储芯片和存储单元地址组成。
当计算机需要读取或者写入数据时，它会根据存储单元的地址找到对应的存储芯片，并通过电流或者电压的变化来实现数据的读取和写入。
- 只读存储器（ROM）：ROM是一种非易失性存储器，它用于存储固定的数据和指令，不允许用户进行修改。
ROM的存储单元由存储芯片和存储单元地址组成。
数据和指令在创造过程中被写入ROM中，用户无法改变其中的内容。
2. 辅助存储器辅助存储器是计算机中用于长期存储数据和指令的部件，通常由磁盘、光盘、固态硬盘等介质制成。
辅助存储器的容量大，但工作速度相对较慢。
常见的辅助存储器包括硬盘、光盘、U盘等。
三、存储单元的组成存储器的最小存储单元是位（bit），它只能存储0或者1两种状态。
多个位组合在一起形成更大的存储单元，如字节（byte）、字（word）等。
1. 字节（byte）字节是计算机中最基本的存储单元，通常由8个位组成。
一个字节可以存储一个字符或者一个整数的值。
2. 字（word）字是存储器中的一个单位，它的长度通常为2个字节或者4个字节，取决于计算机的架构。
字可以存储一个较大范围的整数值。
四、数据的存储和读取过程存储器的工作原理涉及到数据的存储和读取过程。
1. 数据的存储当计算机需要存储数据时，它会将数据转换为二进制形式，并将二进制数据写入存储单元中。
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有机浮栅存储器的工作原理
1.1 有机场效应晶体管(OFET)的基本结构和工作原理
1.1.1 有机场效应晶体管的基本结构
有机场效应晶体管的具有很多的优点：材料来源广、可以大量生产和能够实现低成本、可与柔性衬底兼容。
应用前景十分广泛，如有机集成电路、存储器件、柔性显示屏等。
自20世纪80年代有机场效应晶体管诞生，有机场效应晶体管得到迅速发展，到目前为止，一些有机场效应晶体管已经得到实用化的程度，在载流子迁移率、开关电流比方面已经可与非晶硅相媲美。
有机场效应晶体管按照源漏极和有机半导体的相对位置有两种结构(图2-1)底接触和顶接触，按照沟道中起传输作用的载流子的种类的不同，可以分为两种：n沟道场效应晶体管和p沟道场效应晶体管[8,9]。
图2-1 两种OFET结构：顶接触(左) 底接触(右)
1.1.2 有机场效应晶体管的工作原理
有机场效应晶体管的工作原理与无机场效应晶体管的工作原理类似。
下面通过对一个顶接触的p-沟的OFET进行分析，如图2-2所示:
图2-2 有机场效应管的原理示意图
我们在栅极上施加一个相对于源极的负偏压时（源极是接地的），栅极表面出现负电荷，相应的在沟道表面感应出正电荷。
当增大栅极电压时，在沟道表面形成积累层并进而形成含有可动载流子-空穴-的薄层，源漏之间的电流主要是由空穴贡献，这是与无机场效应晶体管最大的不同，通过控制栅极电压来改变沟道中空穴的数量，进而控制漏极电流[10]。
由于我们使用的是有机材料作为有源区，我们在引用传统的EEPROM的模型时必须要进行修改。
在本文中，我们考虑了Pool-Frenkel效应[11]，在半导体和绝缘层接触面的电荷，接触势垒，陷阱效应，采用修正以后的漂移-扩散模型（DDM）[12]，借助TCAD求解泊松方程和连续性方程(2-1)，(2-2)，(2-3)[13]，来模拟有机场效应晶体管的电学特性。
其中为静电势，为有机材料的介电常数，G为产生率，
和分别为捕获的电子和空穴的密度，和分别为电子和空穴的
电流密度。
R是电子和空穴的复合率。
[14,15]，
和是电子空穴的迁移率，在大多数有机材料中，这两个参数与材料的电场
强度有关，为了能够更加精确的描述和，我们引入Pool–Frenkel迁移率模型[11,16]：
其中为活化能，是Pool–Frenkel因子，是一个常量，是低电场下载流子的迁移率。
有机半导体中电子和空穴的浓度可以用以下式子[17]表示：
其中，T是器件的温度，k是玻尔兹曼常量。
是未被电子占据的最低的分子轨道，是被电子占据的最高的分子轨道，和
分别指的是电子和空穴的费米能级。
指的是最低分子轨道的有效状态密度，最高被电子占据的分子轨道的有效状态密度。
研究表明了接触势垒、固定电荷、陷阱效应对OTFT的电学性能影响很大。
为了获得更加准确的数值模拟结果，我们考虑了肖特基接触，量化了固定电荷的数量，也考虑陷阱的密度[17]：
其中g(E)是能量为E时的陷阱的有效状态密度，是陷阱全部的密度，为特征温度。
该方程符合泊松方程的理论。
1.2 有机浮栅存储器的基本结构和工作原理
1.1.1 有机浮栅存储器的基本结构
有机浮栅存储器按照结构划分仍可分为底接触和底接触[18]，见图3。
本文主要讨论的顶接触的有机浮栅存储器，为特征温度
有机半导体 S
D
S
D
Floating gate Floating gate Control gate
Control gate
图2-3 两种有机浮栅存储器结构 顶接触(左) 底接触(右)
其中底接触的有机浮栅存储器由于有源区暴露在外面，所以经常作为探测器使用。
顶接触的存储器性能高。
1.1.2 有机浮栅存储器的基本原理
有机浮栅存储器利用浮栅上是否存有电荷来表示“0”和“1”，利用阈值电
压的不同来区分“0”和“1”。
Floating gate Control gate
source
drain
图2-4 有机浮栅存储器的结构示意图
有机浮栅存储器与标准的有机场效应晶体管类似，不同的是有机浮栅存储器中有两个栅极，其中一个为控制栅极(control-gate,CG)，另外一个在二氧化硅层的中的栅极为浮栅(floating-gate,FG)[1]，如图5所示，FG 的位置处于N 沟道和CG 中间，由于FG 周围被绝缘层二氧化硅包围，所以电荷一旦进入浮栅中，在无外加电场的情况下，可以长时间的储存在里面，我们把浮栅储存电荷的状态称为逻辑“0”，一旦浮栅中有了电子，就会屏蔽一部分来自控制栅极的电场，这样导致的结果是，如果要想是导电沟道形成，必须要使控制栅极上的阈值电压增大。
因此根据浮栅上有无电荷，产生两种阈值电压和。
我们在读取信息时，在CG 上直接加入一个介于
和
的
，如果导电沟道导
通则FG上没有存入电荷，此时的编程状态称为逻辑“1”，如果导电沟道不导通则FG上存入了电荷，此时的编程状态称为逻辑“0”，“0”和“1”通过漏极电流来判定[19]。