10.3.4. Кмоп - озу.

Выделяют отдельно статическое ОЗУ, построенное на элементах, имеющих комплементарную структуру металл-окисел-полупроводник, называемое КМОП ОЗУ (CMOS - RAM).

КМОП ОЗУ отличается от обычного SRAM тем, что потребляет мало энергии. В ПК КМОП ОЗУ используется для хранения информации и конфигурации компьютера, причем срок хранения достигает нескольких лет, поскольку КМОП ОЗУ питается от небольшой батарейки.

Лекция №11 запоминающие устройства. (продолжение)

План лекции

1. Определение постоянных запоминающих устройств.

2. Классификация ПЗУ.

3. FLASH-память.

4. Корпуса модулей ЗУ.

5. Наращивание объема и разрядности памяти, построенной на полупроводниковых ЗУ.

11.1. Постоянные зу. (Read Only Memory - rom).

Для хранения констант и программ в МПС используются постоянные ЗУ (ПЗУ), способные сохранять информацию при отключении питания.

Изменить записанную информацию в ПЗУ средствами самой МПС невозможно.

По способу программирования полупроводниковые ПЗУ делятся на четыре основных типа:

- программируемые в процессе изготовления (масочные ПЗУ);

- однократно программируемые у заказчика (ППЗУ) - ПЗУ с плавкими связями;

- многократно программируемые у заказчика с возможностью электрического стирания и программирования (ЭРПЗУ);

- многократно репрограммируемые у заказчика с ультрафиолетовым стиранием (РПЗУУФ).

Очевидно, что первый способ занесения информации пригоден в тех случаях, когда производится выпуск крупной партии ПЗУ с одной и той же записанной в них информацией. Достоинством ЗУ такого типа является более простая структура, т.к. в ней отсутствуют цепи программирования. Следствием этого является высокая надежность и высокий уровень интеграции (118 Кбит на кристалле). Указанный тип ПЗУ называется масочным (ROM - Read Only Memory - только со считыванием). Отечественные ROM обозначаются РЕ.

В случае мелкосерийного производства МПС, а также на этапе отладки, целесообразно использовать ПЗУ, программируемые пользователем ППЗУ (PROM). Программирование ППЗУ осуществляется специальными устройствами - программаторами.

ППЗУ делятся на ЗУ с плавкими и со стираемыми связями. Ячейки памяти ППЗУ первого типа содержат плавкие перемычки, которые в процессе программирования разрушаются, наличие или отсутствие перемычек определяет значение бита информации, хранимого в ней. Очевидно, что содержимое ППЗУ с плавкими связями не может быть исправлено.

ППЗУ выпускают емкостью до 64 Кбит. Буквенное обозначение РТ.

Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) (Erasable Programmable Read Only Memory - EPROM) позволяют в случае необходимости перепрограммировать содержащуюся в них информацию с предварительным стиранием ненужной информации. Число циклов репрограммирования у различных РПЗУ колеблется от десятков до десятков тысяч.

В качестве запоминающих элементов таких устройств чаще всего используют МОП-транзисторы с дополнительным “плавающим” затвором, электрически не связанным с другими элементами схемы (рис.11.1).

Рис.11.1.

Отличие работы такого транзистора от обычного МОП-транзистора заключается в том, что “плавающий” затвор в зависимости от накопленного на нем заряда может экранировать действие управляющего затвора на канал проводимости.

Накопление заряда на плавающем затворе осуществляется в процессе программирования путем приложения повышенного напряжения на управляющий затвор и сток транзистора, под действием которого электроны инжектируются в окисел и накапливаются на плавающем затворе. Благодаря тому, что плавающий затвор окружен слоем диэлектрика, имеющим исключительно низкую проводимость, накопленный на нем заряд может существовать без значительного уменьшения своей величины длительное время (до 10 лет).

В зависимости от способа стирания РПЗУ делятся на РПЗУ с ультрафиолетовым (УФ) стиранием - РПЗУУФ и РПЗУ с электрическим стиранием - ЭРПЗУ.

В первом случае стирание информации производится УФ облучением кристалла с определенной длиной волны (< 400нм). УФ облучение вызывает фототок с затвора в канал проводимости транзистора, т.е. утечка заряда плавающего затвора. В этом случае информация стирается полностью во всей микросхеме. Буквенное обозначение - РТ.

В ЭРПЗУ (EPROM) стирание информации осуществляется подачей на управляющий затвор напряжения обратной полярности, под действием которого электроны с плавающего затвора инжектируются в канал проводимости. Такие БИС позволяют проводить не только общее стирание, разрушающее информацию во всей микросхеме, но и избирательное (битовое) стирание с последующей битовой записью. Число циклов программирования ~ 10100. Напряжение программирования ~25 В.