Мікросхеми РПЗПУ на ЛІЗМОН-транзисторах

Запам'ятовувальний елемент типу ЛІЗМОН – це МОН-транзистор з індукованим р- або n-каналом. Металевий затвор цього транзистора розміщений в товщі діелектрика (зазвичай діоксиду кремнію) і не має металевого виведення. Цей затвор називається плаваючим (ПЗ). Від кристала ПЗ відокремлений діелектриком товщиною 0,1 мкм (рис. 6.12а).

За наявності заряду на ПЗ утворюється провідний канал і транзистор відкритий – це відповідає записуванню логічної 1; за відсутності заряду транзистор закритий (записаний логічний 0).

Рис. 6.12 Елемент пам'яті на ЛІЗМОН-транзисторі: а, б – топологія транзистора з одним і двома затворами; в – схема з одним затвором; г – схема з двома затворами

Структурну схему ЛІЗМОН-транзистора з додатковим затвором вибірки (транзистор двозатвора) показано на рис. 6.9б. У режимі програмування на витік і стік транзистора відносно підкладки подається позитивний імпульс напруги амплітудою 25 В. На назад зміщених n-р-переходах істок-підкладки і сток-підкладки виникає процес лавинної інжекції заряду (звідси виходить позначення транзистора ЛІЗМОН). Частина електронів потрапляє до ПЗ. В результаті накладення на ПЗ відємного заряду порогова напруга на передавальній характеристиці зміщується в область більш високого рівня, що відповідає записуванню логічного 0. Відсутність зарядів електронів на ПЗ відповідає записуванню логічної 1.

Стирання записаної інформації полягає у витісненні заряду з ПЗ. Цю операцію в транзисторах ЛІЗМОН здійснюють двома методами: у групі РПЗП-ЕС – імпульсом напруги, який подається на затвор; у групі РПЗП-УФ – за допомогою ультрафіолетового (УФ) опромінювання крізь прозоре скло в кришці корпусу. У першому випадку накопичені на ПЗ електрони витісняються в підкладку електричним полем і відновлюється стан "Г. У другому випадку електрони розсмоктуються з ПЗ в підкладку в результаті посилення теплового руху за рахунок отриманої від джерела УФ-випромінення енергії.

Режим зчитування здійснюється так само, як і в мікросхемі РПЗП на МНОН-транзисторах. У режимі зберігання забезпечується відсутність напруги на електродах ЕП з тим, щоб виключити розсмоктування заряду на ПЗ в діелектричному середовищі. Наприклад, в мікросхемі К573РФ6 гарантований термін зберігання інформації без живлення складає п'ять років, а в КМ1609РР2 – до 10 років.

Схему включення в ЕП транзистора VT1 з одним затвором показано на рис. 6.10в, а з двома затворами – на рис. 6.10г.

У сучасних комп'ютерах використовують:

· пам'ять типу РПЗП-УФ з ємкістю до 8 Мбіт і часом доступу 45 нc (фірма Atmel);

· пам'ять типу РПЗП-УФ з ємкістю до 256 Кбіт, часом доступу 90 нc, допустимим числом циклів перезаписування 105 і тривалістю зберігання даних більше 10 років; ці ЗП використовують одне джерело напруги 5 В і споживають струм 5 мА в активному режимі і 0,1 мА за відсутності звернень (фірма SGS-Thomson).

У незалежній постійній пам'яті широко використовують режим імпульсного живлення: напруга подається тільки до тієї мікросхеми пам'яті, до якої є звернення. Це у багато разів зменшує енергоспоживання, покращує тепловий режим ІМС і підвищує їх надійність.

Флеш-пам'ять

Флеш-пам'ять (Flash Memory) використовує ЕП на транзисторах ЛІЗМОН з електричним стиранням і записуванням інформації. Вона відноситься до постійної пам'яті типу EEPROM, проте ряд архітектурних і функціональних особливостей дозволили виділити флеш-пам'ять в окремий клас. Флеш-пам'ять використовує разом з традиційними керуючими адресними сигналами спеціальні команди. Інформація в мікросхемах флеш-пам'яті записується і зберігається в блоках певного розміру, іноді – призначення. При цьому стирання інформації здійснюється або для всієї пам'яті відразу, або для великих блоків; це спрощує схеми ЕП. Флеш-пам'ять перевершує EEPROM в тому, що не вимагає спеціальної апаратури для записування або стирання даних.

Розрізняють наступні види флеш-пам'яті:

· файлова флеш-пам'ять (Flash File) – масив ЕП розділений на блоки однакового розміру (симетрична архітектура);

· флеш-пам'ять з несиметричною архітектурою (Boot Block) – масив ЕП розділений на блоки різного розміру; один з блоків має апаратні засоби для захисту інформації в ньому;

· флеш-пам'ять з можливістю стирання тільки всього масиву ЕП (Bulk Erase);

· флеш-пам'ять з можливістю записування інформації при різній напрузі програмування (Start Voltage);

· пам'ять з використанням нових ЕП з чотирма станами, які зберігають по два біта (Strata Flash).

Файлова флеш-пам'ять орієнтована на заміну жорстких магнітних дисків. Такі ЗП в сотні разів зменшують споживану потужність, збільшують механічну міцність і надійність, зменшують їх розміри і масу і на декілька порядків підвищують швидкодію при читанні даних. Мікросхеми, замінюючі магнітні диски, мають ідентичні блоки і розвинені засоби обміну інформацією. Мікросхеми файлової флеш-пам'яті фірми Intel мають час доступу – 70-150 нс.

Дата добавления: 2015-10-24