_WELCOMETO Radioland

Главная Схемы Документация Студентам Программы Поиск Top50  
Поиск по сайту



Навигация
Главная
Схемы
Автоэлектроника
Акустика
Аудио
Измерения
Компьютеры
Питание
Прог. устройства
Радио
Радиошпионаж
Телевидение
Телефония
Цифр. электроника
Другие
Добавить
Документация
Микросхемы
Транзисторы
Прочее
Файлы
Утилиты
Радиолюб. расчеты
Программирование
Другое
Студентам
Рефераты
Курсовые
Дипломы
Информация
Поиск по сайту
Самое популярное
Карта сайта
Обратная связь

Студентам


Студентам > Рефераты > Репрограммируемые ПЗУ

Репрограммируемые ПЗУ

Страница: 2/3

Рис. 2. Элементы памяти РПЗУ

а) со структурой МНОП б) передаточная характеристика МНОП- транзистора в) со структурой ЛИЗМОП - транзистора г) расположение ЭП в накопителе

В этом состоя­нии передаточная характеристика МНОП-транзистора занимает положение с более высоким порогом отпирания. Процесс программирования микросхем ЭСППЗУ происходит в два этапа. На первом этапе стирают информацию во всех МНОП - элементах памяти. Для этого импульсом напряжения отрицательной полярности, прикладываемым на затвор относительно подложки, с амплитудой 30 . 40 В электроны вытесняются из подзатворного диэлектрика в подложку. Следовательно, при стирании ин­формации элемент памяти получает состояние лог. 0. На втором этапе произ­водят выборочную запись в нужные ЭП лог. 1 импульсом напряжения поло­жительной полярности, подаваемым на затвор относительно подложки. На практике режимы стирания и записи осуществляют напряжением одной полярности: отрицательной для рМНОП - элементов и положительной для nМНОП - элементов памяти. Эта возможность основана на использовании явле­ния лавинной инжекции электронов под затвор, которая происходит при соеди­нении затвора с подложкой и подаче на сток и исток импульса напряжения относительно подложки и затвора такой полярности, чтобы переходы между под­ложкой и стоком, истоком оказались под обратным смещением. Амплитуда им­пульса должна быть достаточной для возникновения в переходах электриче­ского пробоя. Типичные значения напряжения программирования лежат в пре­делах 20 . 30 В. В результате электрического пробоя переходов в них происходит лавинное размножение носителей заряда и инжекция части этих носителей, обладающих достаточной кинетической энергией, на границу между слоями подзатворного диэлектрика. При считывании на затвор подают напряжение Uсч, значение которого ле­жит между двумя пороговыми уровнями. Если в МНОП-транзистор записана единица, то он откроется, а при нуле останется в закрытом состоянии. В за­висимости от этого, как видно из рис. 2, г, в разрядной шине либо будет протекать ток на выход, либо нет. Усилитель считывания трансформирует со­стояние шины в сигнал с уровнем лог. 0 или лог. 1 на выходе микросхемы. Микросхемы с элементами памяти на рМНОП-транзисторах имеют сравни­тельно низкое быстродействие, высокое напряжение программирования 30 . . 40 В и требуют двух источников питания. Для улучшения характеристик микросхем ЭСППЗУ широко применяют тех­нологию n-канальных МНОП-структур. Такие элементы памяти устроены ана­логично рассмотренным, но имеют обратный тип проводимости подложки, сто­ка и истока. Микросхемы на nМНОП-транзисторах обладают втрое превосхо­дящим быстродействием, сниженным до 21 .25 В напряжением программиро­вания и работают от одного источника питания. Элемент памяти на транзисторе ЛИЗМОП с двойным затвором показан на рис. 2. Он представляет собой n - канальный МОП-транзистор, у которого в подзатворном однородном диэлектрике окисла кремния сформирована изо­лированная проводящая область из металла или поликрнсталлического крем­ния. Этот затвор получил название «плавающий», поскольку при наведении на нем электрического заряда его потенциал может изменяться в широких преде­лах, т. е. быть «плавающим». В режиме программирования на управляющий затвор, исток и сток пода­ют импульс напряжения программирования положительной полярности с амп­литудой 21 .25 В. В обратносмещенных переходах сток—подложка и исток— подложка возникает процесс лавинного размножения носителей заряда и часть электронов инжектирует на плавающий затвор. В результате накопления на нем отрицательного заряда передаточная характеристика транзистора смещает­ся вправо, т. е. в область более высокого порогового напряжения, что соответ­ствует записи в элемент памяти лог. 0. Стирание записанной информации осуществляют вытеснением заряда с пла­вающего затвора. Эту процедуру выполняют дзумя способами; в микросхемах ЭСППЗУ — импульсом напряжения на управляющем затворе положительной полярности, а в микросхемах СППЗУ — с помощью УФ излучения, под воздей­ствием которого в результате усиления теплового движения электроны расса­сываются с плавающего затвора, перемещаясь в подложку. Состояние ЛИЗМОП-элемента памяти без заряда на плавающем затворе соответствует лог. 1.

В этом состоянии транзистор имеет более низкий пороговый уровень, т. е. его передаточная характеристика смещается влево. В режиме считывания микросхемы РИЗУ с элементами памяти на ЛИЗМОП-структурах работают так же, как микросхемы с МНОП-элементами памяти. Микросхемы РПЗУ относятся к группе энергонезависимых. При отсутст­вии достаточно высоких напряжений, какими являются напряжения программи­рования, состояния элементов памяти на МНОП- и ЛИЗМОП-транзисторах мо­гут оставаться неизменными длительное время как при наличии питания, так и при его отсутствии. Например, для микросхемы СППЗУ К573РФ6 гарантий­ный срок сохранения информации без питания около пяти лет. Устройство, принцип действия, микросхем СППЗУ и ЭСППЗУ и режимы управления их работой во многом аналогичны.

Рис. 3. Структура микросхемы ЭСППЗУ

Рассмотрим принцип построе­ния ЭСППЗУ на примере микросхемы КР1601РРЗ информационной емкостью 2 Кбита. В этой микросхеме элементами памяти являются МНОП-транзисторы. Структурная схема (рис. 3) содержит все функциональные узлы. необхо­димые для обеспечения работы микросхемы в качестве ПЗУ: матрицу накопи­теля с элементами памяти, дешифраторы кода адреса строк и столбцов, селек­тор (ключи выбора столбцов), устройство ввода-вывода. В структуре микро­схемы предусмотрены также функциональные узлы, с помощью которых осу­ществляется программирование, т. е. реализуются режимы стирания и записи информации: коммутаторы режимов, формирователи импульсов напряжений требуемой амплитуды и длительности. Для управления работой микросхем РПЗУ применяют полностью или частично следующие сигналы: CS — выбор микросхемы. ОЕ—разрешение выхода, PR—разрешение программирования,

ER—стирание. Для программирования микросхемы нуждаются в дополнитель­ном источнике напряжения UPP. Накопитель с матричной организацией содержит массив элементов памяти, размещенных на пересечениях 128 строк и 128 столбцов. Всего в накопителе находится 16384 элемента памяти. Управление накопителем осуществляют семью старшими разрядами А4 . А10 адресного кода. Им выбирают строку, в которой находится 128 элементов памяти или 16 восьмиразрядных ячеек па­мяти. Информационные сигналы, считанные с элементов памяти выбранной строки, поступают на входы селектора, назначение которого состоит в выборе одного из 16 слов (байт). Селектором управляют четыре младших разряда А0 . А3 адресного кода. Выбранное селектором восьмиразрядное слово посту­пает в УВВ и далее на выход микросхемы. Устройство управления под воздействием внешних сигналов обеспечивает работу микросхемы в одном из следующих режимов: хранения, считывания, стирания, записи (при программировании). Многие микросхемы ЭСППЗУ до­пускают избирательное стирание информации (по адресу). Микросхемы СППЗУ имеют аналогичную структурную схему с тем исклю­чением, что в них нет режима стирания электрическим сигналом и. следова­тельно, соответствующих функциональных узлов и элементов. Для стирания микросхема СППЗУ помещается в камеру с источником ультрафиолетового из­лучения. Для проникновения УФ лучей к кристаллу в крышке корпуса имеет­ся прозрачное кварцевое окно. Время стирания составляет 30 . 60 мин. Мик­росхемы ЭСППЗУ имеют значительно меньшее время стирания информации, составляющее доли секунды.