Zibatmiņas uzglabāšanas princips
Jul 03, 2022| Lai izskaidrotu zibatmiņas uzglabāšanas principu, mums joprojām jāsāk ar EPROM un EEPROM.
EPROM nozīmē, ka tā saturu var izdzēst ar īpašiem līdzekļiem un pēc tam pārrakstīt. Tās pamatvienības ķēdē (uzglabāšanas šūnā) bieži tiek izmantota peldošo vārtu lavīnas iesmidzināšanas MOS ķēde, saīsināti kā FAMOS. Tas ir līdzīgs MOS ķēdei, kurā uz N veida substrāta tiek audzēti divi augstas koncentrācijas P veida reģioni, un avots S un drenāža D tiek attiecīgi izvilkti caur omiskiem kontaktiem. SiO2 izolācijas slānī starp avota elektrodu un drenāžas elektrodu peld polisilīcija vārti, un nav tieša elektriskā savienojuma ar apkārtējo vidi. Šāda veida shēma norāda, vai peldošie vārti ir uzlādēti, lai saglabātu 1 vai 0. Pēc tam, kad peldošie vārti ir uzlādēti (piemēram, negatīvs lādiņš), starp avotu un zem tā esošo noteci tiek inducēts pozitīvs vadošs kanāls, tādējādi tiek ieslēgta MOS caurule, kas nozīmē, ka tiek saglabāts 0. Ja peldošie vārti nav uzlādēti, neveidojas vadošs kanāls, un MOS caurule nav ieslēgta, tas ir, tiek saglabāts 1.
EEPROM pamata atmiņas bloka shēmas darbības princips ir parādīts attēlā zemāk. Līdzīgi kā EPROM, tas ģenerē peldošos vārtus virs EPROM pamata bloka ķēdes peldošajiem vārtiem. Pirmo sauc par pirmā līmeņa peldošajiem vārtiem, bet otro - par otrā līmeņa peldošajiem vārtiem. Līdz otrā līmeņa peldošajiem vārtiem var izvilkt elektrodu, lai otrā līmeņa peldošie vārti būtu savienoti ar noteiktu spriegumu VG. Ja VG ir pozitīvs spriegums, starp pirmajiem peldošajiem vārtiem un noteci tiek ģenerēts tuneļa efekts, lai elektroni tiktu ievadīti pirmajos peldošajos vārtos, tas ir, programmēšana un rakstīšana. Ja VG ir negatīvs spriegums, pirmās pakāpes peldošo vārtu elektroni ir spiesti izkliedēties, tas ir, dzēst. Pēc dzēšanas var pārrakstīt.
Zibatmiņas pamatvienības shēma, līdzīgi kā EEPROM, arī sastāv no divslāņu peldošo vārtu MOS tranzistoriem. Bet pirmais vārtu dielektriķis ir plāns un darbojas kā tuneļa oksīds. Rakstīšanas metode ir tāda pati kā EEPROM. Otrā līmeņa peldošajiem vārtiem tiek pielikts pozitīvs spriegums, lai elektroni iekļūtu pirmā līmeņa peldošajos vārtos. Lasīšanas metode ir tāda pati kā EPROM. Dzēšanas metode ir avotam pielietot pozitīvu spriegumu un izmantot tuneļa efektu starp pirmā līmeņa peldošajiem vārtiem un avotu, lai piesaistītu avotam peldošajos vārtos ievadīto negatīvo lādiņu. Tā kā avots tiek izdzēsts ar pozitīvu spriegumu, katras vienības avoti ir savienoti kopā, lai zibatmiņu nevar izdzēst pa baitiem, bet gan pilnībā vai blokos. Vēlāk, uzlabojot pusvadītāju tehnoloģiju, zibatmiņa realizēja arī viena tranzistora (1T) konstrukciju, galvenokārt pievienojot oriģinālajam tranzistoram peldošos vārtus un atlases vārtus,
Uz pusvadītāja veidojas peldoša novietne elektronu uzglabāšanai, kur strāva virzās vienvirziena starp avotu un noteci. Peldošie vārti ir ietīti ar silīcija oksīda plēves izolatoru. Virs tā ir atlases/vadības vārti, kas kontrolē vadīšanas strāvu starp avotu un noteci. Dati ir {{0}} vai 1 atkarībā no tā, vai uz silīcija substrāta izveidotajos peldošajos vārtos ir elektroni. 0 ar elektroniem, 1 bez elektroniem.
Zibatmiņa, kā norāda tās nosaukums, tiek inicializēta, pirms rakstīšanas izdzēšot datus. Konkrēti, elektroni tiek iegūti no visiem peldošajiem vārtiem. Daži dati drīz tiks atgriezti uz "1".
Rakstot, rakstiet tikai tad, kad dati ir {{0}}, un nedariet neko, ja dati ir 1. Kad tiek ierakstīts 0, aizbīdņa elektrodam un aizplūšanai tiek pievienots augsts spriegums, palielinot elektroni, kas tiek novadīti starp avotu un noteci. Tas ļauj elektroniem izlauzties cauri oksīda plēves izolatoram un nonākt peldošajos vārtos.
Nolasot datus, uz vārtu elektroda tiek pielikts noteikts spriegums, strāva ir 1, ja strāva ir liela, un 0, ja strāva ir maza. Stāvoklī, kad peldošajiem vārtiem nav elektronu (dati ir 1), drenāžā tiek pievadīts spriegums, kad spriegums tiek pielikts vārtu elektrodam, un tiek ģenerēta strāva, jo liels skaits elektronu pārvietojas starp avots un kanalizācija. Stāvoklī, kurā peldošajiem vārtiem ir elektroni (dati ir 0), kanālā vadītie elektroni tiks samazināti. Tā kā spriegumu, kas tiek pielikts vārtu elektrodam, absorbē peldošo vārtu elektroni, kanālu ir grūti ietekmēt.