3.4只读存储器和闪速存储器.ppt

只读存储器和闪速存储器 1、只读存储器 1.ROM的分类 　只读存储器简称ROM，它只能读出，不能写入。 它的最大优点是具有不易失性。 　根据编程方式不同，ROM通常分为三类：　 　　　 　　　　 　　 只读存储器 定　　义 优　　点 缺　点 掩模式 数据在芯片制造过程中就确定 可靠性和集成度高，价格便宜 不能重写　 一次编程 用户可自行改变产品中某些存储元 可以根据用户需要编程 只能一次性改写　 多次编程 可以用紫外光照射或电擦除原来的数据，然后再重新写入新的数据 可以多次改写ROM中的内容 表3.5 ROM的分类 掩模ROM模块组成 掩模ROM的逻辑符号和内部逻辑框图 可编程ROM 1、EPROM EPROM叫做光擦除可编程可读存储器。它的存储内容可以根据需要写入，当需要更新时将原存储内容抹去，再写入新的内容。 2、E2PROM 存储元 EEPROM，叫做电擦除可编程只读存储器。其存储元是一个具有两个栅极的NMOS管，如图(a)和(b)所示，G1是控制栅，它是一个浮栅，无引出线；G2是抹去栅，它有引出线。在G1栅和漏极D之间有一小面积的氧化层，其厚度极薄，可产生隧道效应。如图(c)所示，当G2栅加20V正脉冲P1时，通过隧道效应，电子由衬底注入到G1浮栅，相当于存储了“1”。利用此方法可将存储器抹成全“1”状态。漏极D加20V正脉冲P2，G2栅接地，浮栅上电子通过隧道返回衬底，相当于写“0”。 2、FLASH存储器 1、FLASH存储元 FLASH存储器也翻译成闪速存储器，它是高密度非失易失性的读/写存储器。高密度意味着它具有巨大比特数目的存储容量。非易失性意味着存放的数据在没有电源的情况下可以长期保存。总之，它既有RAM的优点，又有ROM的优点，称得上是存储技术划时代的进展。 　　　 　　　　 　　 闪速存储器的特点 固有的非易失性 廉价的高密度 可直接执行 固态性能 FLASH存储元是在EPROM存储元基础上发展起来的，由此可以看出创新与继承的关系。如下图所示为闪速存储器中的存储元，由单个MOS晶体管组成，除漏极D和源极S外，还有一个控制栅和浮空栅。 　　 “0”状态：当控制栅加上足够的正电压时，浮空栅将储存许多电子带负电，这意味着浮空栅上有很多负电荷，这种情况我们定义存储元处于0状态。“1”状态：如果控制栅不加正电压，浮空栅则只有少许电子或不带电荷，这种情况我们定义为存储元处于1状态。浮空栅上的电荷量决定了读取操作时，加在栅极上的控制电压能否开启MOS管，并产生从漏极D到源极S的电流。 2、FLASH存储器基本操作 ① 编程操作 实际上是写操作。所有存储元的原始状态均处“1”状态，这是因为擦除操作时控制栅不加正电压。编程操作的目的是为存储元的浮空栅补充电子，从而使存储元改写成“0”状态。如果某存储元仍保持“1”状态，则控制栅就不加正电压。如图(a)表示编程操作时存储元写0、写1的情况。实际上编程时只写0，不写1，因为存储元擦除后原始状态全为1。要写0，就是要在控制栅C上加正电压。一旦存储元被编程，存储的数据可保持100年之久而无需外电源。 ② 读取操作 控制栅加上正电压。浮空栅上的负电荷量将决定是否可以开启MOS晶体管。如果存储元原存1，可认为浮空栅不带负电，控制栅上的正电压足以开启晶体管。如果存储元原存0，可认为浮空栅带负电，控制栅上的正电压不足以克服浮动栅上的负电量，晶体管不能开启导通。 当MOS晶体管开启导通时，电源VD提供从漏极D到源极S的电流。读出电路检测到有电流，表示存储元中存1，若读出电路检测到无电流，表示存储元中存0，如图(b)所示。 ③ 擦除操作 所有的存储元中浮空栅上的负电荷要全部洩放出去。为此晶体管源极S加上正电压，这与编程操作正好相反，见图(c)所示。源极S上的正电压吸收浮空栅中的电子，从而使全部存储元变成1状态。