Principiul de stocare al memoriei flash

Pentru a explica principiul de stocare al memoriei flash, trebuie să începem cu EPROM și EEPROM.

EPROM înseamnă că conținutul său poate fi șters prin mijloace speciale și apoi rescris. Circuitul său unitate de bază (celula de stocare) utilizează adesea un circuit MOS de injecție a porții plutitoare de avalanșă, abreviat ca FAMOS. Este similar cu circuitul MOS, în care două regiuni de tip P cu concentrație ridicată sunt cultivate pe substratul de tip N, iar sursa S și drenul D sunt extrase prin contacte ohmice. Există o poartă de polisilicon care plutește în stratul izolator SiO2 între electrodul sursă și electrodul de scurgere și nu există o conexiune electrică directă cu împrejurimile. Acest tip de circuit indică dacă poarta plutitoare este încărcată pentru a stoca 1 sau 0. După ce poarta plutitoare este încărcată (cum ar fi sarcina negativă), se indus un canal conductiv pozitiv între sursă și scurgerea de sub ea, astfel încât tubul MOS să fie pornit, ceea ce înseamnă că 0 este stocat. Dacă poarta plutitoare nu este încărcată, nu se formează niciun canal conductiv și tubul MOS nu este pornit, adică 1 este stocat.

Principiul de funcționare al circuitului unității de stocare de bază EEPROM este prezentat în figura de mai jos. Similar cu EPROM, generează o poartă plutitoare deasupra porții plutitoare a circuitului unității de bază EPROM. Prima se numește poarta plutitoare de prim nivel, iar cea de-a doua poartă plutitoare de nivel. Un electrod poate fi desenat la poarta plutitoare de nivel doi, astfel încât poarta plutitoare de nivel doi să fie conectată la o anumită tensiune VG. Dacă VG este o tensiune pozitivă, se generează un efect de tunel între prima poartă plutitoare și scurgere, astfel încât electronii să fie injectați în prima poartă plutitoare, adică programare și scriere. Dacă VG este o tensiune negativă, electronii porții plutitoare din prima etapă sunt forțați să se disipeze, adică să șteargă. Poate fi rescris după ștergere.

Circuitul unitar de bază al memoriei flash, similar cu EEPROM, este, de asemenea, compus din tranzistori MOS cu poartă plutitoare cu două straturi. Dar prima poartă dielectrică este subțire și acționează ca un oxid de tunel. Metoda de scriere este aceeași cu cea a EEPROM. O tensiune pozitivă este aplicată la poarta plutitoare de nivelul al doilea pentru a face electronii să intre în poarta plutitoare de primul nivel. Metoda de citire este aceeași cu EPROM. Metoda de ștergere este de a aplica o tensiune pozitivă sursei și de a folosi efectul tunelului între poarta plutitoare de prim nivel și sursă pentru a atrage sarcina negativă injectată la poarta plutitoare la sursă. Deoarece sursa este ștearsă cu o tensiune pozitivă, sursele fiecărei unități sunt conectate împreună, astfel încât memoria flash să nu poată fi ștearsă de octeți, ci să fie ștearsă în întregime sau în blocuri. Mai târziu, odată cu îmbunătățirea tehnologiei semiconductorilor, memoria flash a realizat, de asemenea, proiectarea unui singur tranzistor (1T), adăugând în principal poarta plutitoare și poarta de selecție la tranzistorul original,

O magazie plutitoare pentru stocarea electronilor se formează pe semiconductor, unde curentul se desfășoară unidirecțional între sursă și scurgere. Poarta plutitoare este înfășurată cu un izolator de film de oxid de siliciu. Deasupra este poarta de selectare/control care controlează curentul de conducere dintre sursă și scurgere. Datele sunt 0 sau 1 în funcție de existența electronilor în poarta plutitoare formată pe substratul de siliciu. 0 cu electroni, 1 fără electroni.

Memoria flash, după cum sugerează și numele, este inițializată prin ștergerea datelor înainte de a scrie. Mai exact, electronii sunt extrași din toate porțile plutitoare. Unele date vor fi returnate la "1" în curând.

Când scrieți, scrieți numai atunci când datele sunt 0 și nu faceți nimic atunci când datele sunt 1. Când este scris un 0, se aplică o înaltă tensiune pe electrodul porții și se scurge, crescând energia electronilor efectuate între sursă și scurgere. Acest lucru permite electronilor să spargă izolatorul de film de oxid și în poarta plutitoare.

La citirea datelor, se aplică o anumită tensiune electrodului porții, curentul este 1 când curentul este mare și 0 când curentul este mic. Într-o stare în care poarta plutitoare nu are electroni (datele sunt 1), o tensiune este aplicată la scurgere atunci când se aplică o tensiune pe electrodul porții și se generează un curent datorită mișcării unui număr mare de electroni între sursă și scurgere. În starea în care poarta plutitoare are electroni (datele sunt 0), electronii dirijați în canal vor fi reduși. Deoarece tensiunea aplicată electrodului de poartă este absorbită de electronii porții plutitoare, este dificil să afecteze canalul.