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1、只 讀 存 儲 器 和 閃 速 存 儲 器 1、 只 讀 存 儲 器1.ROM的 分 類 只 讀 存 儲 器 簡 稱 ROM， 它 只 能 讀 出 ， 不 能 寫 入 。 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 定 義 優(yōu) 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

2、 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(nèi) 容表 3.5 ROM的 分 類 1. 掩 模 ROM模 塊 組 成2. 掩 模 ROM的 邏 輯 符 號 和 內(nèi) 部 邏 輯 框 圖3. 可 編 程 ROM1、 EPROM EPROM叫 做 光 擦 除 可 編 程 可 讀 存 儲 器 。 它 的 存 儲 內(nèi) 容 可 以 根 據(jù) 需 要寫 入 ， 當 需 要 更 新 時 將 原 存 儲 內(nèi) 容 抹 去 ， 再 寫 入 新 的 內(nèi) 容 。 2、 E2PROM 存 儲 元

3、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 隧 道 效 應 ， 電 子 由 襯 底 注 入 到 G1浮 柵 ，相 當 于 存 儲 了 “

4、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、 FLASH存 儲 器1、 FLASH存 儲 元 FLASH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

5、存 。 總 之， 它 既 有 RAM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 固 有 的 非 易 失 性廉 價 的 高 密 度可 直 接 執(zhí) 行固 態(tài) 性 能 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”

6、 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) ?！?1” 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

7、 D到 源 極 S的 電 流 。 2、 FLASH存 儲 器 基 本 操 作 編 程 操 作實 際 上 是 寫 操 作 。 所 有 存 儲 元 的 原 始 狀 態(tài) 均 處 “ 1” 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

8、 編 程 時 只 寫 0， 不 寫 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 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，

9、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 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) 。