6.1.4 Стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства
В отличие от однократно программируемых устройств, на практике часто бывает удобнее иметь дело с многократно программируемыми
( перепрограммироемыми) устройствами. Одним из вариантов является использование стираемых программируемых постоянных запоминающих устройств (СППЗУ).
СППЗУ-транзистор имеет такую же структуру, как стандартный МОП-транзистор, но с дополнительным ( вторым) плавающим затвором из поликристаллического кремния, изолированного слоями оксида кремния. В незапрограммированном состоянии плавающий затвор не заряжен и не влияет на работу обычного затвора. Чтобы запрограммировать транзистор, необходимо приложить к контактам затвора относительно высокое напряжение, около 12 Вольт. При этом транзистор резко включается, и быстрые электроны преодолевают слой оксида кремния, направляясь в плавающий затвор. После снятия сигнала программирования, отрицательно заряженные частицы остаются в плавающем затворе. Их заряд стабилен и при соблюдении правил эксплуатации не рассеивается на протяжении более 10 лет. Накопленные на плавающем затворе заряды блокируют нормальную работу обычного затвора и, таким образом, позволяют отличать запрограммированные ячейки от незапрограммированных. Благодаря этому свойству такие транзисторы можно использовать для формирования ячеек памяти (рис.6.6).
Рис.6.6. Ячейка памяти на основе СППЗУ-транзистора
Такая ячейка памяти больше не нуждается в плавких перемычках, наращиваемых перемычках или программируемых фотошаблоном соединениях. Для программирования используются входы устройства для заряда плавающих затворов выбранных транзисторов, тем самым блокируя их работу. В этих случаях в ячейках памяти будут храниться логические 1. Стирание ячеек памяти есть не что иное, как ”вытекание” электронов из плавающего затвора, которое происходит под воздействием ультрафиолетового излучения.
6.1.5. Электрически стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства
Следующая ступенька технологической лестницы представляла собой электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ). В отличие от ячейки СППЗУ, ячейка ЭСППЗУ содержит два транзистора, первый из которых идентичен СППЗУ-транзистору, но имеет очень тонкий изолирующий слой оксида кремния вокруг плавающего затвора. Второй транзистор используется для стирания ячейки памяти электрическим способом.
6.1.6. Flash - технология
Технология, известная как Flash, аналогична ЭСППЗУ. Однако, в связи с архитектурными особенностями организации, отдельные ячейки не могут стираться, а только всё устройство целиком, либо большими частями.
6.1.7. Статическое оперативное запоминающее устройство
Определение ”статическое” в названии статического оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) отражает тот факт, что однажды записанное в ячейку памяти значение будет оставаться в ней неизменным до тех пор, пока не будет специально изменено или система не будет обесточена. Обозначение ячейки памяти на основе статического ОЗУ приведено на рис.6.7.
Рис.6.7. Программируемая ячейка памяти на основе статического ОЗУ
Ячейка памяти содержит мультитранзисторный элемент статического ОЗУ, выход которого подключён к дополнительному управляющему транзистору. В зависимости от содержимого ( логический 0 или логическая 1) элемента памяти управляющий транзистор будет закрыт ( то есть отключен) или открыт ( то есть включён). Один из недостатков программируемых устройств на основе ячеек памяти статического ОЗУ состоит в том, что каждая ячейка занимает значительную площадь на поверхности кремниевого кристалла, так как состоит из четырёх или шести транзисторов, сконфигурированных в виде регистра-защёлки ( регистры, срабатывающие по уровню). Другим недостатком является то, что данные о конфигурации устройства будут утеряны при отключении питания. При включении питания конфигурирование устройства необходимо будет делать заново. Основным достоинством использования ячеек памяти на основе статического ОЗУ является возможность быстро и бесконечное число раз перепрограммировать устройство.