非易失性存储器

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计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM

计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM

计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM计算机基础知识:认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM计算机存储器是指计算机系统中用于存储数据和指令的设备,其中EPROM和EEPROM是两种常见的非易失性存储器类型。

本文将介绍EPROM和EEPROM的定义、特点以及它们在计算机系统中的应用。

一、EPROM的定义和特点EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) 是一种可以被擦除和重新编程的只读存储器。

它的主要特点如下:1. 非易失性:EPROM的数据可以在断电后长期保存,不会因为断电而丢失。

这使得EPROM非常适合存储那些需要长期保留的数据和指令。

2. 可擦除性:EPROM中的数据可以通过使用紫外线照射来擦除,也可以使用专门的擦除器进行擦除。

擦除之后,EPROM可以被重新编程。

擦除和重新编程的过程可以多次进行,但是每个EPROM只能进行有限次数的擦除和重新编程。

3. 只读性:在未擦除和重新编程之前,EPROM中的数据是只读的,无法进行修改。

这使得EPROM更加安全可靠,适用于存储那些需要保护而不希望被修改的数据和指令。

4. 容量较小:EPROM的存储容量相对较小,通常在几KB到几MB 的范围内。

这限制了EPROM在存储大量数据方面的应用。

二、EPROM的应用由于EPROM具有非易失性和只读的特点,它在某些应用中得到了广泛的应用。

以下是一些EPROM的常见应用:1. 系统固件:EPROM常用于存储计算机系统的固件,如BIOS (Basic Input Output System)。

这些固件在计算机启动时被加载,负责初始化硬件和提供基本的输入输出功能。

2. 音视频存储:EPROM可以用于存储音频和视频文件,如音乐合成器中的音乐数据、游戏机中的游戏数据等。

3. 电子设备配置:EPROM可以存储电子设备的配置信息和参数,如路由器、交换机等网络设备的配置信息。

芯片存储原理

芯片存储原理

芯片存储原理
芯片存储原理指的是在集成电路芯片中用于存储数据的机制,常见的芯片存储器包括随机存取存储器(RAM)和只读存储
器(ROM)。

RAM是一种易失性存储器,它可以随机访问任何位置的数据,并且能在较短时间内读取或写入数据。

RAM存储原理是利用
不同的电压信号来表示数据的1或0。

在RAM芯片中,每个
存储单元由一个电容和一个访问晶体管组成。

当电容带有电荷时,表示存储的是1,而电容无电荷时表示存储的是0。

为了
读取或写入数据,RAM芯片会通过控制电路向特定的存储单
元提供所需的电压。

ROM存储器用来存储固定的数据,如程序指令和系统设置等。

与RAM不同,ROM是一种非易失性存储器,它的数据在断
电时不会丢失。

ROM的存储原理是在芯片制造过程中使用特
殊的材料,如硅或磁性材料,来编程数据。

编程过程通过改变材料内部的电子状态来实现,这些状态可以长期保持,而不会受到电源的影响。

芯片存储原理的实质是利用了电子器件的特性来存储和读取数据。

这种存储方式具有容量大、读写速度快、耗能低等特点,因此成为了现代计算机和电子设备中必不可少的存储技术。

ROM的名词解释

ROM的名词解释

ROM的名词解释ROM(Read-Only Memory)即只读存储器,是计算机中的一种主要存储器。

它与随机存储器(RAM)相对,其最大的特点是其内容不能被程序修改或删除。

ROM在计算机系统中扮演着重要的角色。

1. ROM的基本原理ROM的基本原理是采用非易失性存储器芯片来存储数据。

与RAM相比,ROM的数据不会因为断电或重启而丢失。

这是因为ROM芯片的信息是通过硅片上的微小导线连接而成的,而不是通过存储数据的电荷。

硅片上的这些导线形成了固定的电路和逻辑功能,使得ROM中的数据只能被读取,而无法被写入。

2. ROM的分类根据数据的可读性和可修改性,ROM可以分为多个不同类型。

只读存储器(Mask ROM):这是最古老的ROM类型,数据是在芯片制造过程中被编程,并且无法进行修改。

这种ROM在工厂制造完成后就已经包含了固定的信息,而且具有稳定性和可靠性的优势。

然而,由于无法修改,代价高昂且应用范围受限。

可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM):这种ROM的数据可以通过特殊的设备被编程,一旦编程完成,数据就无法再修改。

PROM在后期制造过程中,使用专用的编程设备将数据写入到芯片中。

这种ROM类型容易定制,但一经编程,数据无法擦除或更新。

可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM,EPROM):EPROM 具有一定的可擦写性,类似于传统的PROM。

然而,与PROM不同的是,EPROM 的数据可以通过使用紫外线进行擦除,从而允许重新编程。

EPROM的擦除过程需要将芯片暴露在紫外线下进行一段时间,以清除先前的数据,然后使用编程设备重新写入新的数据。

电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM,EEPROM):与EPROM类似,EEPROM具有可重写的特性。

但EEPROM的擦除操作可以在芯片上电的情况下进行,而不需要暴露在紫外线下。

浮栅存储器工作原理(一)

浮栅存储器工作原理(一)

浮栅存储器工作原理(一)浅析浮栅存储器工作原理什么是浮栅存储器?浮栅存储器(Floating Gate Memory)是一种常见的非易失性存储器,广泛应用于闪存和EEPROM等设备中。

它采用了特殊的浮栅结构来实现信息的存储和擦除。

浮栅存储器的结构浮栅存储器由一个控制栅、一个浮栅和一个源极、漏极组成。

其中,控制栅用于控制浮栅的电荷状态,源极和漏极用于读取和写入数据。

浮栅存储器的工作原理浮栅存储器的工作原理可以简单分为写入、读取和擦除三个步骤。

写入数据1.将控制栅加上高压,同时将源极和漏极置于相对较低的电压。

2.通过源极和漏极之间的电场作用,将电子注入到浮栅中,改变浮栅的电荷状态。

3.写入的数据会在浮栅中产生负电荷,表示存储的是“1”;无电荷表示存储的是“0”。

读取数据1.将控制栅加上适度电压,同时将源极和漏极接地。

2.根据浮栅中的电荷状态,源极和漏极是否导通,来判断存储的是“1”还是“0”。

擦除数据1.将控制栅加上高压,同时将源极和漏极置于相对较高的电压。

2.通过源极和漏极之间的电场作用,从浮栅中抽出电子,将其恢复为无电荷的状态。

浮栅存储器的特点及应用浮栅存储器具有以下特点:•数据可以长时间保持不变,属于非易失性存储器。

•可以反复读写。

•存储密度高,容量大。

•低功耗,可靠性高。

基于这些特点,浮栅存储器广泛用于各种存储器设备中,如闪存、EEPROM、智能卡等。

它在电子产品中发挥着重要作用,扩展了数字存储的容量和使用寿命。

总结浮栅存储器采用特殊的浮栅结构来存储数据,通过控制电荷状态实现信息的写入、读取和擦除。

它具有非易失性、可靠性高等特点,广泛应用于各种存储器设备中。

对于我们理解存储器工作原理、优化存储器性能有重要意义。

浮栅存储器的演变随着科技的不断进步,浮栅存储器也在不断发展演变。

最早的浮栅存储器是基于电荷注入原理的,通过控制注入和抽出电子的过程来实现数据的读写和擦除。

然而,随着存储器密度的增加和功耗的限制,传统的浮栅存储器遇到了瓶颈。

区别:FLASH ROM与EEPROM

区别:FLASH ROM与EEPROM

FLASH ROM与EEPROM 区别EEPROM,虽然也叫“非易失性数据存储器”,但它不能直接参与ALU运算,只是用于掉电不丢失的数据存储。

EEPROM和片内RAM 类似,也属于数据存储器,它的特点是数据掉电可保持,而程序存储器一般指RO M,用于存储用户程序代码。

EEPROM和FLASH基本都是非易失性存储器。

EEPROM应属于数据存储器,但是它制造工艺和FLASH 更近似。

FLASH是用于存储程序代码的,有些场合也可能用它来保存数据,当然前提是该单片机的FLASH工艺是可以自写的(运行中可擦写),但要注意FLASH的擦写次数通常小于一万次,而且通常FLASH只能按块擦除。

EEPROM不能用来存程序,通常单片机的指令寻址不能到这个区域。

EEPROM的擦写次数应有百万次,而且可以按字节擦写。

EEPROM在一个PAGE内是可以任意写的,FLSAH则必须先擦除成BLANK,然后再写入,而一般没有单字节擦除的功能,至少一个扇区擦除。

FLASH存储器又称闪存,它结合了ROM和RAM的长处,不仅具备电子可擦除可编程(EEPRO M)的性能,还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据(NVRAM的优势),U盘和MP3里用的就是这种存储器。

在过去的20年里,嵌入式系统一直使用ROM(EPROM)作为它们的存储设备,然而近年来F lash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系统中的地位,用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用(U盘)。

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。

NAND Flash没有采取内存的随机读取技术,它的读取是以一次读取一块的形式来进行的,通常是一次读取512个字节,采用这种技术的Flash比较廉价。

片上FLASH存储器接口的设计

片上FLASH存储器接口的设计

片上FLASH存储器接口的设计片上FLASH存储器(On-chip Flash Memory)是一种集成在芯片内部的非易失性存储器,用于存储程序指令、数据和配置信息等。

它具有高速读写、低功耗和容量较大等优点,被广泛应用于微控制器、数字信号处理器和各种嵌入式系统中。

本文将探讨片上FLASH存储器接口的设计方案。

1. 接口类型:常见的片上FLASH存储器接口类型包括SPI(串行外围接口)、I2C(二线制串行接口)、NOR Flash(并行接口)等。

接口类型的选择应基于具体应用的需求,如接口带宽、时序要求和系统成本等。

例如,对于需要高带宽的应用,可以选择SPI接口,而对于需要低功耗的应用,可以选择I2C接口。

2.时钟和时序:片上FLASH存储器的读写操作需要通过时钟和时序来控制。

时钟频率应根据存储器的性能特性和目标应用的需要来确定,以确保读写操作的稳定性和可靠性。

时序包括地址传输、数据传输、存储器命令和状态读取等操作的顺序和时机。

时序的设计应遵循存储器芯片规格和接口标准,确保与存储器的正常通信。

3.数据传输方式:片上FLASH存储器接口的数据传输方式可以是串行的、并行的,也可以是混合的。

串行数据传输方式适合于带宽较低的应用,通过少量的引脚实现数据的高速传输;并行数据传输方式适合于需要高带宽的应用,通过多个引脚同时传输数据。

混合数据传输方式可以在串行和并行之间做出折中,根据具体的应用需求进行设计。

4.存储器管理:片上FLASH存储器接口的设计还应考虑存储器的管理和控制。

包括存储器芯片的初始化、擦除、写入和读取等操作。

对于片上FLASH存储器来说,通常需要提供相关的软件库或驱动程序来简化存储器的管理和操作。

除了以上的设计考虑因素1.数据缓存:可以使用数据缓存来提高数据传输的效率。

通过在存储器和处理器之间添加数据缓存,可以减少存储器访问的延迟,提高存储器的读写性能。

2.错误校验和纠正:为了保证数据传输的可靠性,可以在接口中添加错误校验和纠正的机制。

存储器入门介绍和选型(ROM SRAM DRAM Nor Nand Flash EEPROM MRAM FRAM)

存储器入门介绍和选型(ROM SRAM DRAM Nor Nand Flash EEPROM MRAM FRAM)

易失性存储器 - DRAM
2 DRAM特点
由于每个存储位仅用一个晶体 管和小电容,因此集成度比较 高。就单个芯片的存储容量而 言,DRAM可以远远超过 SRAM;就相同容量的芯片而 言,DRAM的价格也大大低于 SRAM。这两个优点使DRAM 成为计算机内存的主要角色。 DRAM的行列地址分时复用控 制和需要刷新控制,使得它比 SRAM的接口要复杂一些。另 外,DRAM的存取速度一般比 SRAM要慢。
MRAM(Magnetic Random Access Memory)是一种 非易失性的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器(SRAM) 的高速读取写入能力;以及动态随机存储器(DRAM)的高集成 度,而且基本上可以无限次地重复写入。
非易失性存储器 – EEPROM
3 EEPROM选型
存储容量: 1Kb-1Mb
接口: IIC;SPI;Microwire

速率: IIC:400KHz,1MHz SPI:10MHz,20MHz Microwire:1MHz,2MHz
EEPROM
电压范围: 常用(FM)1.7-5.5V;1.7-3.6V Min:1.6,1.7,1.8,2.5,2.7,3V Max:2.5,3.6,5.5,6V
1.速度较慢 2.需要刷新来保持数据 3.需要MCU带外部存储控 制器
4.容量大,16Mb-4Gb 5.集成度高,单位容量价 格低
6.运行功耗低
非易失性存储器 - ROM
非易失性存储器主要是用来存放固定数据、固件程序等一 般不需要经常改动的数据。
早先ROM OTP EPROM EEPROM Flash
速率:800/667/533/400(Mhz) 容量:建议512M-2G
速率:2133/1866/1600/1333(Mhz) 容量:建议1G-4G

闪存的存储原理

闪存的存储原理

闪存的存储原理
闪存(Flash Memory)是一种非易失性存储器件,其存储原理基于电荷累积效应。

在芯片上,每个存储单元都是由一个电容和一个场效应
晶体管组成。

闪存的单元中,电荷通过控制场效应晶体管的导通和截
止状态进行存储。

在写入数据时,控制电路会向要存储的单元加上一个电压,使其充电,这时晶体管处于导通状态,电容器内的电荷被存储。

而读取数据时,
控制电路会向存储单元加上另一个电压,通过感应电容器内的电荷来
读取存储数据。

闪存的优点在于它有很快的存取速度和可靠的数据保护。

闪存的存储
单元耐久性很高,在它们的寿命中,它们可以被反复写入和擦除数百
万次。

闪存还可以在不使用电源的情况下保持数据的完整性。

这些属
性使得闪存在许多电子设备中,如数码相机、MP3播放器以及各种移动设备中得到了广泛应用。

然而,闪存也有它的局限性。

首先,闪存性能随着块大小的增加而降低,而闪存读写的块大小是固定的。

其次,闪存的存储密度和速度也
受到了技术限制。

尽管闪存的发展已经非常迅速,但是它仍然无法与
传统的硬盘驱动器相比,而硬盘驱动器仍然是当前大容量存储中最经
济、最稳定的选择。

总的来说,闪存的存储原理简单易懂,但是由于其技术限制,它在存储容量、速度和可靠性方面存在一些挑战。

尽管如此,闪存仍然是一种广泛应用的非易失性存储器,对于许多消费电子设备和应用领域依然具有重要的价值。

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非易失性存储器1. 绪论随机存储器(如DRAM 和SRAM )的缺点之一就是掉电后所存储的数据会随之丢失。

为了克服这个问题,人们已设计并开发出了多种非易失或/且可编程的存储器。

最近,基于浮栅概念的闪存由于其小的单元尺寸和良好的工作性能已经成为最通用的非易失存储器。

因此,在本文中,我们将着重介绍ROM 的两种结构(即NOR 和NAND 阵列)和闪存的基本结构及其应用。

2. MOS ROM 阵列的两种实现方法2.1 基本ROM 单元只读存储器阵列可以看做是一种简单的组合布尔逻辑,即它对每个输入组合(地址)都会产生一个指定的输出值。

因此,在一个特定地址存储二进制信息,可以通过被选行(字线)与被选列(位线)间有无数据路径(相当于特定位置上有无元件或元件是否在标准电压下导通)来实现。

而实现数据路径的基本结构有两种,即NOR 和NAND 阵列。

图2.1 ROM 的1和0 单元的不同实现方式首先,考虑最简单的单元,如图2.1(a)所示,这是一个基本的ROM 单元。

假设位线BL 通过一个电阻接地,没有任何其他的激励或输入。

这就是0单元中的情况(2.1(a)下图)。

由于字线WL 和位线BL 之间不存在任何实际的连接,所以BL 的值为低电平而WL 得值无关。

反之,当把一个高电压WL V 加在1单元的字线上时二极管导通,字线被上拉至()WL D on V V ,结果在位线上形成了一个1。

总之,在WL 和BL 之间是否存在一个二极管区分了ROM 单元中存放的是1还是0。

2.2 NOR ROM 结构然而,由于二极管单元的位线与字线是不隔离的,所有需要用来充电位线电容的电流必须通过字线和它的驱动器来提供,而这些电流这大容量存储器中是非常大的,因此,这一10 (a)Diode ROM (b)MOS ROM 1 (c)MOS ROM 2方法只适用于小存储器。

一个改善隔离的方法是在单元中使用一个有源器件,如图 2.1(b)所示,其工作原理与二极管单元相同,但是它的所有输出驱动电流都是由单元中的MOS 管提供的,字线驱动器只负责充电和放电字线电容。

但是,这一改进的直接代价是单元比较复杂和面积较大(额外的电源接触孔所致)。

图2.2是使用这一个单元的MOS ROM 阵列。

WL [0]V DD BL [0]WL [1]WL [2]WL [3]V bias BL [1]BL [2]BL [3]V DD图2.1(c)是采用MOS 单元的另一种实现方法。

这一单元的工作要求把位线通过电阻接到电源电压上,或者说输出的默认值必须等于1。

因此,在WL 和BL 之间没有晶体管就意味着存放1。

0单元通过在位线和地之间连接一个MOS 器件来实现。

在字线上加一个高电压使器件导通,从而把位线下拉至GND 。

图2.3是使用这一单元的MOS ROM 阵列。

WL [0]GNDBL [0]WL [1]WL [2]WL [3]V DDBL [1]Pull-up devices BL [2]BL [3]GND图2.3中4×4 NOR ROM 阵列的两种可能的版图如下: PolysiliconMetal1DiffusionMetal1 on Diffusion Programmming usingthe Contact Layer Only这一阵列是通过在水平方向和垂直方向上重复相同的单元构成的,其中奇数单元相对水图2.2 一个4×4的OR ROM 单元阵列,使用图2.1(b)单元;图2.3 一个4×4的NOR ROM 单元阵列,使用图2.1(c)单元;图2.4 4×4 NOR ROM 可能的版图 触点掩模型ROM注入掩模型ROM平轴成镜像以便共享GND线。

这两个版图的区别在于它们的编程方式。

在图2.4(a)的结构中,存储器通过有选择地加入金属至扩散层的接触孔来编程。

因而,连至位线的金属接触存在时就建立起一个‘0’单元,不存在时则表明为一个‘1’单元,并且在这种情况下,只用一个掩模层(即CONTACT)对存储器进行编程。

而在图2.4(b)的结构中,存储器是通过按需要有选择地增加晶体管来写入的,这需要借助扩散层(制造工艺中的ACTIVE掩模)来完成。

注意到。

在这种情况下,所有的nMOS晶体管都已经和位线相连,从而不可通过忽略相应的漏极接点来实现在某一位置存储‘1’。

而是在制造过程中通过有选择的沟道注入将晶体管的阈值电压升高到OHV以上,使与存储‘1’有关的nMOS晶体管失活。

即,每个阈值电压的注入表示存储了一个‘1’,而没有注入的晶体管则相应地存储‘0’。

由于注入掩模型结构中每个金属-扩散点是由两个相邻晶体管共用的,故与触点掩模型ROM版图相比,注入掩模型ROM版图具有更高的存储密度,大约节省15%的面积。

另一方面,触点掩模型(CONTACT掩模)的优点是接触层是制造过程中比较靠后的步骤。

这就推迟了在工艺周期中存储器的实际编程时间。

圆片可以预先完成直到CONTACT掩模前的工艺制造过程并存放起来。

一旦一个具体的编程确定下来,余下的制造过程就可以很快完成,从而缩短了定货和交货的时间。

总之,最终使用那一种方法取决于主要的设计指标—尺寸/性能还是交货时间。

2.3 NAND ROM 结构我们很容易注意到,NOR ROM 的两种版图中,晶体管只占据了整个单元尺寸的很小比例,单元的大部分面积用于位线接触和接地连接。

避免这一开销的一种方式是采用不同的存储结构,即NAND ROM结构,如图2.5所示。

WL[0] WL[1] WL[2] WL[3]V DD正常操作中,被选中的字线被下来为逻辑低电平,未被选中的所有字线保持为高电平。

如果一个晶体管位于被选中的行与列的交点上,则此晶体管截止,且列电压被负载元件拉到高电平。

另一方面,在多输入的NAND 结构中,如果在此特定交点上无晶体管(短路),那么列电压会被其他的nMOS 晶体管拉到低电平。

因此,在交点上,无晶体管则表示存储‘0’,交点处有晶体管则存储‘1’。

PolysiliconThreshold-alteringimplantMetal1 on Diffusion(b)NAND 结构的主要优点是它的基本单元只有一个晶体管构成,并且不需要连接任何电源电压和GND 线,这就大大缩小了单元尺寸。

图2.6 为这一结构的两种版图,第一种采用METAL-1金属层来有选择地短路晶体管(a)。

它使单元的尺寸比最小的NOR ROM 单元还要小约15%;同时,若再增加一道额外的注入工序,即注入n 型杂质降低阈值使器件成为一个耗尽型晶体管时,不管加上什么样的字线电压它总是导通的,因此就相当于短路;由此所得到的单元面积比等效的NOR ROM 单元小两倍多。

然而,NAND 结构的位线(列)是串联的,即位线上的存储单元是串联连接,而NOR 结构的各个存储单元互相独立。

由于对两种结构的传播延时的计算,涉及内容过多并且篇幅过长,也不是本文讨论的重点之所在,在此只给出一个一般性的结论:NOR 结构通常有较快的存取时间,而NAND 的时间则较长;然而,NAND ROM 的单位面积的位密度比使用相同工艺和设计规则的NOR ROM 要高得多。

对于NAND ROM 而言,延时与对位线进行放电的串联晶体管数量的平方成正比。

当串联的晶体管数超过8-16个时,这种NAND ROM 的速度将变得非常慢,所以通常将NAND ROM 分为多个小的体,而每个体中串联的晶体管的数量不超过一定的限制。

然而,这种NAND 结构对于闪存(flash memory)是有利,因为对于闪存来说,密度性和成本比存取时间更重要。

2.4 小结我们看到一个ROM 模块的编程要涉及到制造商,从而造成产品开发过程中不愿看到的延迟,所以这种方法已显得越来越不流行了;一个更合乎要求的方法是用户可以用自己的设备来编程存储器,而这也就是随后要讨论的非易失性读写存储器。

3. 非易失性读写存储器非易失性读写存储器(Nonvolatile Read-Write Memory)的结构实际上与ROM 一样。

它的存储内核是由一个放在字线/位线网格上的晶体管阵列构成的。

存储器通过有选择地使其中某些器件有效或无效来进行编程;在ROM 中,这是通过掩模层的变化来完成的;而在非易失性读写存储器(NVRW)中则用结构经过修改的晶体管(浮栅晶体管)来代替。

3.1 浮栅晶体管(FAMOS)浮栅晶体管的阈值电压可以通过电学方式来改变,改变的阈值在关断电源后仍能永久保持不变。

它是目前大多数可重新编程存储器的核心器件,如图3.1所示。

从图中可以得知,浮栅晶体管的结构与通常的MOS 器件类似,但是多了一个额外的多晶硅条插在栅和沟道之间,这一多晶硅条不与任何东西连接,因而称为浮栅。

插入这一额外栅最明显的影响是使栅氧层的厚度ox t 加倍,从而降低了器件的跨导并使阈值电压升高; 图2.6 4×4 MOS NAND ROM 可能的版图 采用Metal-1层编程 利用降低阈值注入Source Substrate Gate Drainn +n +_p t oxt ox (a) Device cross-section (b) Schematic symbol G S D更为重要的是,该器件的阈值电压是可编程的。

在源和栅-漏终端之间加上一个高电压(10V 以上)可以产生一个高电场并引起电子雪崩注入。

电子得到足够的能量变“热”并穿过第一层氧化物绝缘体而在浮栅上被捕获。

这一现象在栅氧层厚度约为100nm 时就会发生,器件的制造相对容易(与FLOTOX 相比)。

被捕获的电子有效地降低了浮栅上的电压。

这个过程是自我约束的——浮栅上积累的负电荷有效地降低了氧化层中的电场;移去电压后已引起的负电荷仍留在原来的位置上,从而是中间浮栅产生一个负电压。

从器件的角度看,这相当于有效地增加了阈值电压。

参看图3.2。

由于浮栅为极好的绝缘体所包围,所以被捕获的电荷可以在浮栅上存放许多年,即使在电源电压被移去之后也是如此。

3.2 可擦除可编程只读存储器(EPROM)EPROM 是通过封装在一个透明窗口把紫外线(UV)照射到单元上来进行擦除的。

EPROM 的存储单元采用叠栅注入MOS 管(SIMOS 管)。

单元结构简单,密度高,成本低。

但是,采用UV 擦除的两个主要缺点是擦除过程很慢和可靠性问题。

位图3.3 EPROM 的一个存储单元WiY j 线S DWi Y j ×(a ) EPROM 叠层栅存储单元(b ) 阵列图符号G GN N (3~4μm ++SiO 2P 型硅衬底S G D控制栅(多晶硅)浮栅多晶硅)3.4叠层栅MOS 管剖面示意图3.3 电擦除可编程只读存储器(EEPROM)EEPROM 采用了一种称为FLOTOX (floating-gate tunneling oxide)晶体管浮栅器件作为可支持电擦除过程的可编程器件,如图3.5所示。

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