EPROM

EPROM

EPROM由以色列工程師Dov Frohman發明,是一種斷電後仍能保留數據的計算機儲存晶片——即非易失性的(非揮發性)。它是一組浮柵電晶體,被一個提供比電子電路中常用電壓更高電壓的電子器件分別編程。一旦編程完成後,EPROM只能用強紫外線照射來擦除。通過封裝頂部能看見矽片的透明視窗,很容易識別EPROM,這個視窗同時用來進行紫外線擦除。可以將EPROM的玻璃窗對準陽光直射一段時間就可以擦除。

簡介

EPROM是一種具有可擦除功能,擦除後即可進行再編程的ROM記憶體,寫入前必須先把裡面的內容用紫外線照射它的IC卡上的透明視窗的方式來清除掉。這一類晶片比較容易識別,其封裝中包含有“石英玻璃窗”,一個編程後的EPROM晶片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不乾膠紙蓋住, 以防止遭到陽光直射。

EPROMEPROM

EPROM晶片可重複擦除和寫入

,解決了PROM晶片只能寫入一次的弊端。EPROM晶片有一個很明顯的特徵,在其正面的陶瓷封裝上,開有一個玻璃視窗,透過該視窗,可以看到其內部的積體電路,紫外線透過該孔照射內部晶片就可以擦除其內的數據,完成晶片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM內資料的寫入要用專用的編程器,並且往晶片中寫內容時必須要加一定的編程電壓(VPP=12~24V,隨不同的晶片型號而定)。EPROM的型號是以27開頭的,如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM晶片。EPROM晶片在寫入資料後,還要以不透光的貼紙或膠布把視窗封住,以免受到周圍的紫外線照射而使資料受損。 EPROM晶片在空白狀態時(用紫外光線擦除後),內部的每一個存儲單元的數據都為1(高電平)註:0為低電平。

(概述圖片來源:)

特點

EPROM的編程需要使用編程器完成。編程器是用於產生EPROM編程所需要的高壓脈衝信號的裝置。編程時將EPROM的數據送到隨機存儲器中,然後啟動編程程式,編程器便將數據逐行地寫入EPROM中。

一片編程後的EPROM,可以保持其數據大約10~20年,並能無限次讀取。擦除視窗必須保持復蓋,以防偶然被陽光擦除。老式電腦的BIOS晶片,一般都是EPROM,擦除視窗往往被印有BIOS發行商名稱、版本和著作權聲明的標籤所復蓋。現在EPROM已經被EEPROM取代(電擦除唯讀暫存器)

一些在快閃記憶體出現前生產的微控制器,使用EPROM來儲存程式的版本,以利於程式開發;如使用一次性可程式器件,在調試時將造成嚴重浪費。

工作原理

雙層柵結構雙層柵結構

EPROM是可程式器件,主流產品是採用雙層柵(二

層poly)結構,主要結構如圖一所示。

浮柵中沒有電子注入時,在控制柵加電壓時,浮柵中的電子跑到上層,下層出現空穴.

由於感應,便會吸引電子,並開啟溝道.

如果浮柵中有電子的注入時,即加大的管子的閾值電壓,

溝道處於關閉狀態.這樣就達成了開關功能。

EPROM的寫入過程EPROM的寫入過程

如圖二所示,這是EPROM的寫入過程,在漏極加高壓,電子從源極流向漏極溝道充分開啟.在高壓的作用下,電子的拉力加強,能量使電子的溫度極度上升,變為熱電子(hot electrON).這種電子幾乎不受原子的振動作用引起的散射,在受控制柵的施加的高壓時,熱電子使能躍過SiO2的勢壘,注入到浮柵中.

在沒有別的外力的情況下,電子會很好的保持著.在需要消去電子時,利用紫外線進行照射,給電子足夠的能量,逃逸出浮柵。

EEPROM的寫入過程,是利用了隧道效應,即能量小於能量勢壘的電子能夠穿越勢壘到達另一邊.

量子力學認為物理尺寸與電子自由程相當時,電子將呈現波動性,這裡就是表明物體要足夠的小.

就pn結來看,當p和n的雜質濃度達到一定水平時,並且空間電荷極少時,電子就會因隧道效應嚮導帶遷移.

電子的能量處於某個級別允許級別的範圍稱為"帶",較低的能帶稱為價帶,較高的能帶稱為導帶.

電子到達較高的導帶時就可以在原子間自由的運動,這種運動就是電流。

EEPROM寫入過程,如圖3所示,根據隧道效應,包圍浮柵的SiO2,必須極薄以降低勢壘。

源漏極接地,處於導通狀態.在控制柵上施加高於閾值電壓的高壓,以減少電場作用,吸引電子穿越。

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