Компьютерная
схемотехника
Лекция 16. Постоянные запоминающие устройства
Запоминающие устройства
Предназначены для хранения и выдачи постоянно записанной информации, содержимое которой не изменяется во время работы цифрового устройства.
Запоминающие элементы ПЗУ определяют способ занесения информации.
Однократно программируемые ПЗУ
Применяют в крупно серийном производстве.
В ПЗУ информация в ЗЭ заносится в процессе их изготовления. Обычно ЗЭ объединяются в двухкоординатную матрицу, образованную при пересечении входных и выходных шин
. В местах пересечения шин включены ЗЭ несущие информацию о “1” или “0”. В качестве ЗЭ используют диоды, биполярные транзисторы, МДП-структуры, аморфные полупроводники и др.
Однократно программируемые ПЗУ 
Обычно в ПЗУ на кристалле полупроводника в начале создаются все ЗЭ, а затем на заключительных технологических операциях формируется требуемая сеть соединений, определяющая записываемую информацию.
Особенности ПЗУ:
более дешёвые по сравнению с другими разновидностями ПЗУ;
простота структуры;высокая надёжность.
Программируемые ПЗУ
Используются при изготовлении опытных образцов изделий, также в условиях мелкосерийного производства, когда необходимо программирование ПЗУ пользователем.
В качестве ЗЭ используют те же элементы, что и в ПЗУ. Программирование ППЗУ осуществляют пережиганием плавких перемычек, путём избирательного разрушения диодов или закорачивания одного из взаимно (обратно) включённых диодов, пробоем диодов и переходов транзисторов и т.д.
Программируемые ПЗУ
Недостатки по сравнению с однократно программируемыми ПЗУ:
характеризуются более сложной структурой из-за:
введения в каждый ЗЭ элементов, разрушаемых при программировании;
дополнительных элементов, через которые осуществляют программирование;необходимы дополнительные затраты, связанные с процессом
программирования;необходимость выполнения специальных циклов
термотренировки для устранения возможности восстановления некоторых перемычек после программирования.
С целью сокращения необходимого числа выводов корпусов для программирования используются те же выводы, по которым считывается информация из ППЗУ.
Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ)
Допускают выполнение многих циклов перепрограммирования с предшествующим стиранием ненужной информации (число циклов репрограммирования у различных типов РПЗУ колеблется от десятков до сотен тысяч).
ЗЭ таких РПЗУ имеют различные принцип действия и конструкцию. Наиболее широкое распространение получили лавинно-инжекционные МОП-транзисторы с изолированным затвором (ЛИИЗМОП).
Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ)
Транзистор может находиться в одном из двух устойчивых состояний. Свойства такого транзистора в значительной степени определяются плавающим затвором, который со всех сторон окружён окислом и не имеет электрического контакта с другими элементами схемы.
Информация (заряд затвора) в ЗЭ заносится с помощью отрицательного напряжения, которое прикладывается между стоком и истоком транзистора. Это вызывает лавинную инжекцию электронов и изолированный затвор и на нем накапливается отрицательный заряд, который вызывает появление проводящего инверсного слоя в транзисторе. В результате этого канал становится проводящим, транзистор открыт (хранит логический ‘0’).
Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ)
Поскольку изолированный затвор окружен изолятором, то заряд сохраняется в течение длительного времени (5…50 лет). Стереть информацию можно посредством ультрафиолетового облучения с энергией, достаточной для «выбивания» электронов из поликристаллического кремния изолированного затвора в направлении двуокиси кремния, или электрическим сигналом требуемой полярности.. При этом транзистор переходит в состояние логической ‘1’.
Стереть информацию можно посредством ультрафиолетового облучения. При этом транзистор переходит в состояние логической ‘1’.
Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ)
ЗЭ состоит из адресного транзистора VT1 и собственно запоминающего транзистора VT2 типа ЛИИЗМОП с изолированным затвором.