4.3 Мікросхеми програмувальних постійних запам'ятовувальних пристроїв

У мікросхемах ППЗП, які поставляються заводом виготовлювачем, всі ЕП, розташовані у вузлах матриці, з'єднані зі стовпцями плавкими перемичками (рис. 4.3).

Рисунок 4.3 - Елемент пам'яті мікросхем ППЗП:

а) — на діодах;

б) — на багатоемітерних транзисторах;

в) — на діодах Шотки

Запис інформації в ППЗП здійснюється користувачем перетинанням перемичок (рис. 4.3, а,б) або електричним пробоєм діодів Шотки (рис. 4.3, в). Для плавких перемичок використовують тонкі плівки з ніхрому або полікристалічного кремнію; струм пережигання дорівнює 50-100 мА, у результаті чого перемичка руйнується.

Структура ППЗП на багатоемітерних транзисторах показана на (рис. 4.4). Пам'ять побудована по системі 2,5D з організацією 4x2 біт. Кожний багатоемітерний транзистор у матриці являє собою два ЕП (по числу емітерів) і програмується на запам'ятовування двухразрядного слова.

Рисунок 4.4 - Структура ПЗП з організацією 4x2 біт

В ЕП на транзисторах VTІ-VT4 запрограмовані для зберігання відповідно слова 01,10,11 і 00.

Нехай значення адреси рядка Х0 = 1 (А1 = 0) і стовпця Y1 = 1 (А2 = 1); при цьому відкриваються транзистори VT2 і VT7, і через них протікає в буфер струм, що відображає балку. 1. Транзистор VT8 - закритий, оскільки його колектор не має зв'язку з емітером VT2, що відображає “ 0”.

У результаті зчитування на виході буфера BD формується слово D2D1 = 01. Число транзисторів, що підключаються до кожного виходу адреси стовпця, визначається розрядністю збереженого слова.

Мікросхема ППЗП за структурою аналогічна масочними, однак допускає однократне програмування користувачем. Найпоширенішою мікросхеми ППЗУ серії ДО556, виготовлені по ТТЛШ-технології: функціональний склад цієї серії включає мікросхеми ємністю від 1 До до 64 Кбіт зі словниковою (чотирьох і восьмиразрядною) організацією із часом вибірки 45-85 нс й споживаною потужністю 0,6-1 Вт (рис. 4. 5).

Різновидом ППЗП є програмувальні логічні матриці (ПЛМ або PLM), до яких ставляться мікросхеми КР556 (РТ1, РТ2). Вони мають ідентичні характеристики й конструктивні параметри, однак відрізняються за типом виходу: РТ1 мають вихід з відкритим колектором, РТ2 - із трьома станами (рисунок 5, в). Обидві мікросхеми призначені для реалізації пристроїв, що виконують логічні операції над двійковими змінними.

Аналізовані ПЛМ розраховані на 16 вхідних змінних, інверсії від яких одержують усередині мікросхеми. Функціональні можливості даних ПЛМ: вісім логічних сум, кожна з яких може включати до 48 логічних добутків з 16 змінних і їхніх інверсій.

Рисунок 4.5 - Умовне позначення ВІС ППЗП

Програмування ПЛМ полягає в пережиганні плавких перемичок у необхідних вузлах. Це виконують вмонтовані в ПЛМ спеціальні схеми, які управляються сигналом PR. Спочатку програмують матрицю , потім матрицю 4M і вихідні підсилювачі. Для керування доступом до мікросхеми використовують сигнал , наявність якого дозволяє також нарощувати число вхідних змінних і вихідних функцій способом об'єднання декількох ПЛМ.

Широко застосовуються мікросхеми ПЛМ, які програмуються способом замовленого фотошаблона. Такі мікросхеми включені в комплект деяких мікропроцесорних серій ВІС як ПЗП мікрокоманд.

Характеристики найпоширеніших мікросхем РПЗП-ЕС на МНОН-транзисторах представлені в таблиці 4.2, а умовні графічні позначення деяких з них показані на рис. 4 6.

Здатність до багаторазового програмування забезпечується застосуванням ЕП з якостями керованих перемичок. Цю функцію виконують транзистори типу ЛІЗМОН або МНОН. Вони являють собою спеціальні МОН-транзистори, у яких область під затвором і підкладкою може накопичувати й зберігати заряд, створюваний електричним способом.

Таблиця 2 - Характеристики мікросхем РПЗП-ЕС на МНОН-транзисторах

Тип мікросхеми	Тип транзистора	Ємність, біт	t,мкс	Pcc,мВт	Ucc,B
КР558РР1	p-МНОН	256x8	5.0.	300	5-12
КР1601РР1	p-МНОН	1Кх4	1,8	625	5-12
КР16.01РРЗ	p-МНОН	2Кх8	1,6	825	5-12
КР558РР2	n-МНОН	2Кх8	0,35.	480	5
КР558РРЗ	n-МНОН	8Кх0,4	0,4	400	5
КР1611РР1	n-МНОН	8Кх8	0,3	850	5

Рисунок 4.6 - Умовні позначення мікросхем РПЗП-ЕС на МНОН-транзисторах

Для програмування ППЗП й репрограмуючих ПЗП використовують спеціальні пристрої — програматори. Для ряду мікросхем пам'яті програмування виконують за допомогою комп'ютера.