Постоянные запоминающие устройства. Принцип построения. Типовые схемы

В зависимости от назначения различают следующие типы ИС ПЗУ:

• постоянные ЗУ (ПЗУ или ROM) с пассивной матрицей памяти, в которую данные заносятся однократно при их изготовлении с помощью специального фотошаблона. Такие ПЗУ называются масочными и в режиме хранения не потребляют энергии;

• программируемые ПЗУ (ППЗУ или PROM — Programmable ROM) с возможностью однократного программирования содержимого матрицы памяти электрическим способом;

• репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ или EPROM — Erasable PROM) с возможностью многократного программирования электрическим способом и стиранием данных электрическим способом или с помощью ультрафиолетового облучения.

В отличие от ОЗУ все виды ПЗУ, включая предварительно запрограммированные ППЗУ и РПЗУ, работают только в режимах хранения и считывания. Структура ПЗУ проще структуры ОЗУ, т. к. отсутствуют узлы управления записью и ввода данных. При считывании данных по заданному адресу используется только один сигнал CS.

В ППЗУ матрица памяти представляет собой матрицу, образованную горизонтальными и вертикальными проводниками, подключенными к выходам дешифраторов строк и столбцов. Программирование ячеек памяти, находящихся на пересечении горизонтальных и вертикальных проводников, производится их соединением или разъединением.

Микросхема К556РТ5 — это однократно программиру­емая ПЗУ, выполнена на основе ТТЛШ-структур, по вхо­ду и выходу совместима с ТТЛ-структурами, имеющая структуру 512 бит х 8.

В РПЗУ запоминающие ячейки строятся на основе МОП-технологий(1. МНОП-транзисторы и2 .ЛИЗМОП-транзисторы). Используются различные физические явления хранения заряда на границе между двумя различными диэлектрическими средами или проводящей и диэлектрической средой.

Запись информации в ячейки на МНОП-транзисторах осуществляется подачей относительно высоких напряжений (около 20 В), а перед записью осуществляется электрическое стирание старой информации (запись 0 во все запоминающие элементы). Таким образом, ЗУ на МНОП-транзисторах — это РПЗУ ЭС или EPROM. Они позволяют осуществлять 104—106 перезаписей, энергонезависимы и могут хранить информацию годами.

Во втором случае основой запоминающей ячейки является лавинно-инжекционный МОП-транзистор с плавающим затвором (ЛИЗМОП-транзисторы).

В лавинно-инжекционном транзисторе с плавающим затвором при достаточно большом напряжении на стоке происходит обратимый лавинный пробой диэлектрика, и в область плавающего затвора инжектируются носители заряда. Поскольку плавающий затвор окружен диэлектриком, то ток утечки мал и хранение информации обеспечивается в течение длительного промежутка времени (десятки лет).

При подаче напряжения на основной затвор происходит рассасывание заряда за счет туннельного эффекта, т. е. стирание информации.

С использованием ЛИЗМОП-транзисторов строятся РПЗУ как с ультрафиолетовым (EPROM), так и электрическим (E2PROM) стиранием информации.

В ЗУ с ультрафиолетовым стиранием в корпусе микросхемы имеется специальное прозрачное окошко для облучения кристалла, причем информация стирается во всем кристалле.

При электрическом стирании информацию можно стирать не со всего кристалла, а выборочно. Кроме того, длительность электрического стирания значительно меньше, чем ультрафиолетового, а число циклов перезаписи значительно больше.

Микросхема К573РФ5 — это репрограммируемое ПЗУ (РПЗУУФ) с ультрафиолетовым стиранием, имеющее структуру 2К х 8. По входу и выходу эта микросхема со­вместима с ТТЛ-структурами. Время хранения информа­ции — 50 тыс. часов.

Дата добавления: 2015-06-04