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1、只讀存儲器和閃速存儲器只讀存儲器和閃速存儲器1 1、只讀存儲器、只讀存儲器1.ROM1.ROM的分類的分類只讀存儲器簡稱只讀存儲器簡稱ROMROM,它只能讀出,不能寫入。,它只能讀出,不能寫入。 它的最大優(yōu)點是具有不易失性。它的最大優(yōu)點是具有不易失性。根據(jù)編程方式不同,ROM通常分為三類: 只讀存儲器只讀存儲器定義定義優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點掩模式數(shù)據(jù)在芯片制造過程中就確定 可靠性和集成度高,價格便宜 不能重寫一次編程 用戶可自行改變產(chǎn)品中某些存儲元 可以根據(jù)用戶需要編程 只能一次性改寫多次編程可以用紫外光照射或電擦除原來的數(shù)據(jù),然后再重新寫入新的數(shù)據(jù)可以多次改寫ROM中的內容表3.5 ROM的分類1
2、.1. 掩模掩模ROMROM模塊組成模塊組成2.2. 掩模掩模ROMROM的邏輯符號和內部邏輯框圖的邏輯符號和內部邏輯框圖3.3. 可編程可編程ROMROM1、EPROM EPROM叫做光擦除可編程可讀存儲器。它的存儲內容可以根據(jù)需要寫入,當需要更新時將原存儲內容抹去,再寫入新的內容。2、E2PROM 存儲元 EEPROM,叫做電擦除可編程只讀存儲器。其存儲元是一個具有兩個柵極的NMOS管,如圖(a)和(b)所示,G1是控制柵,它是一個浮柵,無引出線;G2是抹去柵,它有引出線。在G1柵和漏極D之間有一小面積的氧化層,其厚度極薄,可產(chǎn)生隧道效應。如圖(c)所示,當G2柵加20V正脈沖P1時,通過
3、隧道效應,電子由襯底注入到G1浮柵,相當于存儲了“1”。利用此方法可將存儲器抹成全“1”狀態(tài)。漏極D加20V正脈沖P2,G2柵接地,浮柵上電子通過隧道返回襯底,相當于寫“0”。2 2、FLASH存儲器存儲器1、FLASH存儲元 FLASH存儲器存儲器也翻譯成閃速存儲器,它是高密度非失易失性的讀/寫存儲器。高密度意味著它具有巨大比特數(shù)目的存儲容量。非易失性意味著存放的數(shù)據(jù)在沒有電源的情況下可以長期保存??傊扔蠷AM的優(yōu)點,又有ROM的優(yōu)點,稱得上是存儲技術劃時代的進展。 閃速存儲器的特點閃速存儲器的特點固有的非易失性固有的非易失性廉價的高密度廉價的高密度可直接執(zhí)行可直接執(zhí)行固態(tài)性能固態(tài)性能
4、 FLASH存儲元是在EPROM存儲元基礎上發(fā)展起來的,由此可以看出創(chuàng)新與繼承的關系。如下圖所示為閃速存儲器中的存儲元,由單個MOS晶體管組成,除漏極D和源極S外,還有一個控制柵和浮空柵。 “0”狀態(tài):當控制柵加上足夠的正電壓時,浮空柵將儲存許多電子帶負電,這意味著浮空柵上有很多負電荷,這種情況我們定義存儲元處于0狀態(tài)?!?”狀態(tài):如果控制柵不加正電壓,浮空柵則只有少許電子或不帶電荷,這種情況我們定義為存儲元處于1狀態(tài)。浮空柵上的電荷量決定了讀取操作時,加在柵極上的控制電壓能否開啟MOS管,并產(chǎn)生從漏極D到源極S的電流。2、FLASH存儲器基本操作 編程操作編程操作實際上是寫操作。所有存儲元的
5、原始狀態(tài)均處實際上是寫操作。所有存儲元的原始狀態(tài)均處“1”1”狀態(tài)狀態(tài),這是因為擦除操作時控制柵不加正電壓。編程操作的目的是為存儲元的浮空柵補充電子,從而使存儲元改寫成“0”狀態(tài)。如果某存儲元仍保持“1”狀態(tài),則控制柵就不加正電壓。如圖(a)表示編程操作時存儲元寫0、寫1的情況。實際上編程時只寫實際上編程時只寫0 0,不寫,不寫1 1,因為存儲元擦除后原始狀態(tài)全為1。要寫0,就是要在控制柵C上加正電壓。一旦存儲元被編程,存儲的數(shù)據(jù)可保持100年之久而無需外電源。 讀取操作讀取操作 控制柵加上正電壓。浮空柵上的負電荷量將決定是否可以開啟MOS晶體管。如果存儲元原存1,可認為浮空柵不帶負電,控制柵上的正電壓足以開啟晶體管。如果存儲元原存0,可認為浮空柵帶負電,控制柵上的正電壓不足以克服浮動柵上的負電量,晶體管不能開啟導通。 當MOS晶體管開啟導通時,電源VD提供從漏極D到源極S的電流。讀出電路檢測到有電流,表示存儲元中存1,若讀出電路檢測到無電流,表示存儲元中存0,如圖(b)所示。 擦除操作擦除操作 所有的存儲元中浮空柵上的負電荷要全部洩放出去。為此晶體管源極S加上正電壓,這與編程操作正好相反,見圖(c)所示。源極S上的正電壓吸收浮空柵中的電子,從而使全部存儲元變成1狀態(tài)。