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技術(shù)文章

只讀存儲器的2款改變方式介紹
閱讀次數(shù):469   發(fā)布時間:2023/3/20 8:59:26
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只讀存儲器的2款改變方式介紹

可編程rom是依靠熔斷熔絲來寫入數(shù)據(jù)的,但熔絲熔斷后是不能恢復(fù)的,也就說可編程rom寫入數(shù)據(jù)后就不能再更改,這不能滿足設(shè)計(jì)時需要反復(fù)修改存儲內(nèi)容的需要。為了解決這個問題,又生產(chǎn)出可改寫只讀存儲器。

可改寫只讀存儲器的英文縮寫為 eprom(erasable programmable read only memory),它具有可寫入數(shù)據(jù),并且可以將寫入的數(shù)據(jù)擦除,再重新寫入數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。

可改寫rom的結(jié)構(gòu)與固定rom基本相同,不同之處在于它用一種疊層?xùn)舖os管替代存儲單元中普通的mos管。疊層?xùn)舖os管的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成的存儲單元如圖所示。

圖(a)所示為疊層?xùn)舖os管的結(jié)構(gòu)示意圖,它有兩個柵極,上面的柵極與普通的柵極作用相同,稱之為選擇柵極,下面的柵極被包圍在二氧化硅絕緣層中,處于懸浮狀態(tài),稱為浮置柵極。在 eprom寫入數(shù)據(jù)前,片內(nèi)所有的存儲單元中的疊層?xùn)?mos 管的浮置柵極內(nèi)無電荷,這種情況下的疊層?xùn)舖os管與普通的nmos管一樣。

在沒有寫入數(shù)據(jù)時,如果選中某存儲單元,該單元的字選線w;為高電平“1”時,疊層?xùn)舖os管處于導(dǎo)通狀態(tài),位線y;為低電平“0”,再經(jīng)三態(tài)門反相后,在數(shù)據(jù)線得到“1”。即沒寫入數(shù)據(jù)時,存儲單元存儲數(shù)據(jù)為“1”。

當(dāng)往存儲單元寫入數(shù)據(jù)時,需要給疊層?xùn)舖os管的d、s極之間加很高的電壓(例如+25v,它由vbb經(jīng)nimos管t送來),然后給字選線w;送高幅度的正脈沖(例如寬度為50ms、幅度為25v的脈沖),疊層?xùn)舖os管d、s極之間有溝道形成而導(dǎo)通,由于選擇柵極電壓很高,它產(chǎn)生很大的吸引力,溝道中的一部分電子被吸引而穿過二氧化硅薄層到達(dá)浮置柵極,浮置柵極帶負(fù)電,由于浮置柵極被二氧化硅絕緣層包圍,它上面的電子很難放掉,沒有外界電壓作用時可以長期保存(10年以上)。當(dāng)高電壓改成正常電壓后,由于浮置柵極上負(fù)電荷的影響,選擇柵極電壓加+5v的電壓無法使d、s極之間形成溝道,即在普通情況下,疊層?xùn)舖os管選擇柵極即使加高電平也無法導(dǎo)通,位線y=1,經(jīng)三態(tài)反相后,在數(shù)據(jù)線d上得到“0”,從而完成往存儲單元寫“0”過程。

圖疊層?xùn)舖os管的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成的存儲單元

如果要擦除eprom存儲的信息,可以采用紫外線來照射。讓紫外線照射eprom上透明石英玻璃窗口(照射時間為15~20min),這樣eprom內(nèi)部各存儲單元中的疊層?xùn)舖os管的浮置柵極上的電子獲得足夠的能量,又會穿過二氧化硅薄層回到襯底中,疊層?xùn)舖os管又相當(dāng)于普通的mos管,存儲單元存儲數(shù)據(jù)又變?yōu)?ldquo;1”,從而完成了信息的擦除。

可編程只讀存儲器(prom)

固定rom存儲的信息是固化的,用戶不能更改,這對大量需要固定信息的數(shù)字電路系統(tǒng)是適合的。但是在開發(fā)數(shù)字電路系統(tǒng)新產(chǎn)品時,人們經(jīng)常需要將自己設(shè)計(jì)的信息內(nèi)容寫入rom,固定rom對此是無能為力的。遇到這種情況時可采用一種具有可寫功能的rom——

可編程只讀存儲器來實(shí)現(xiàn)。

可編程只讀存儲器英文縮寫為prom(programmable read only memory),在出廠時,它是一種空白rom(存儲單元全為“1”或“0”),用戶可以根據(jù)需要寫入信息,寫入信息后就不能再更改,也就是說可編程rom只能寫一次。

 

可編程rom的組成結(jié)構(gòu)與固定rom相似,只是

在存儲單元中的器件(二極管、晶體管或 mos 管)上接有鎳鉻或多晶硅熔絲,在寫入數(shù)據(jù)時通過大電流將相應(yīng)單元中的熔絲熔斷,從而將寫入的數(shù)據(jù)固化下來。下面以雙極型晶體管構(gòu)成的prom為例來說明,圖所示為其中的存儲單元。

圖 晶體管prom存儲單元

 

這種prom在存儲單元的晶體管發(fā)射極串接了一個熔絲,當(dāng)字選線 w=1 時,該單元處于選中狀態(tài),晶

體管導(dǎo)通,電源通過晶體管、熔絲加到位線y,y=1,如果要寫入數(shù)據(jù)“0”,只要提高電源電壓 vbb,在晶體管導(dǎo)通時有很大的電流流過熔絲,熔絲斷開,位線y,=0,從而完成了寫入數(shù)據(jù)“0”。

如果有的單元不需要寫“0”,則不選中該單元,該字選線為“0”,相應(yīng)的晶體管截止,熔絲不會熔斷。寫入數(shù)據(jù)完成后,只要將高電壓電源換回到正常電源,晶體管再導(dǎo)通時,由于電流小,不會熔斷熔絲。

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