ПЗУ, однократно программируемые пользователем (РRОМ, ППЗУ)

В ИМС ППЗУ все ЭП, расположенные в узлах матрицы, соединены со столбцами плавкими перемычками (см. рисунок 5.3.3, а, б). Записывает информацию пользователь пережиганием перемычек током 50-100 мА или электрическим пробоем диодов Шотки (см. рисунок 5.3.3, в). Перемычки изготовлены из плёнок поликристаллического крем-ния или нихрома.

Рисунок 5.3.3 – Элементы памяти ИМС ППЗУ: а) на диодах;

б) на МЭТ; в) на диодах Шотки

Структура ППЗУ на МЭТ, построенной по системе 2,5 и организацией 4×2 бит приведена на рисунке 5.3.4. Каждый МЭТ в матрице представляет собой два П и программируется на запоминание двухразрядного слова.

5.3.3 Репрограммируемые ПЗУ ЕРRОМ (РПЗУ-УФ) и ЕЕРRОМ (РПЗУ-ЭС)

В ИМС РПЗУ-УФ (ЕРRОМ) применяются транзисторы МНОП (металл - нитрид кремния - окись кремния - полупроводник). На поверхности кристалла (см. рисунок 5.3.4, а) расположен тонкий слой двуокиси кремния SiO₂, далее слой нитрида кремния Si₃N₄ и затем затвор.

На границе раздела слоёв возникают центры захвата заряда (ловушки). Благодаря тоннельному эффекту носители заряда могут проходить через тонкую плёнку окисла, толщиной не больше 5 нм, и скапливаться на границе раздела слоёв Si₃N₄ и SiO₂. По-лученный заряд может сохраняться многие годы, сохраняя записанную информацию.

Наличие заряда влияет на пороговое напряжение транзистора.

При программировании (записи в ПЗУ) к затвору (см. рисунок) прикладывается напряжение около 30 В, под действием которого нитрид кремния приобретает заряд. Принято: при наличии заряда записана «1», а при отсутствии – «0». При считывании на затвор подаётся рабочий сигнал. Если заряда нет, то транзистор открывается и на стоке формируется «0». Если заряд имеется, то транзистор не открывается и на стоке формируется «1». Перед новой записью старая информация стирается подачей на затвор отрицательного напряжения 30-40 В относительно подложки. Число перезаписей составляет десятки тысяч раз.

Рисунок 5.3.4 – Структуры транзисторов: а) МНОП; б) ЛИЗМОП с двойным затвором

В ИМС ЕЕРRОМ (РПЗУ-ЭС) применяются транзисторы ЛИЗМОП. Принцип рабо-ты транзистора ЛИЗМОП с двойным затвором (добавление ЛИЗ к обозначению МОП происходит от слов Лавинная Инжекция Заряда) близок к принципу работы МНОП-транзистора. Здесь между управляющим затвором и областью канала помещается плавающий затвор – окружённая со всех сторон диэлектриком проводящая область из металла или поликристаллического кремния, в которую можно вводить заряд, влияю-щий на величину порогового напряжения транзистора.

ЛИЗМОП –транзисторы с двойным затвором применяются в РПЗУ с электрическим стиранием, а с одним плавающим затвором применяются в РПЗУ-УФ – с ультрафио-летовым стиранием.

На рисунке 2.9 приведена структура ИМС памяти КР1601РР3. Состав ИМС:

матрица из 128 строк, содержащих каждая 128 элементов памяти ЭП (128 бит или 16 байт) и 128 столбцов, на пересечении которых расположены 16384 транзистора;

дешифратор адреса строк DCX, на входы которого поступают семь старших разрядов адреса А4 – А10. Он имеет 128 выходов по числу строк матрицы;

дешифратор адреса столбцов DCY, на входы которого поступают четыре младших разряда адреса А0-А3. Он имеет 16 выходов по числу байт в строке;

селектор, который выбирает один байт из 16, записанных в строке и передаёт его на внешнюю шину через буфер ввода-вывода BIO.

узел управления, обеспечивающий режимы хранения, стирания, считывания и записи.

Управление режимами ИМС осуществляется в соответствии с таблицей 2.1 по сигналам: CS – выбор микросхемы; PR – разрешение на программирование (запись); ER – сигнал разрешения стирания информации; U_PR - напряжение программирования.

Работа. После подачи отрицательного импульса ER длительностью 200 мкс и напряжением 36 В информация в ЯП стирается. При записи на выводы ИМС подаются адресные коды, байты данных, управляющие сигналы и импульсный сигнал разреше-ния программирования PR = 0 длительностью 20 мкс. Для записи 2048 байтов требуется 41 с. При считывании на вывод U_PR подаётся минус 12 В, затем подаются коды адресов и сигналов управления. Считываемое слово появляется на DIO₀ – DIO₇ через 0,4 мкс.

Рисунок 2.9 – Структура ИМС ЭСППЗУ КР1601РР3

Таблица 2.1 – Управляющие сигналы и режимы ИМС КР1601РР3

Вход CS (Chip Select) – выбор микросхемы - предназначен для её включения и выклю-чения в разные моменты времени. Наличие таких входов позволяет соединять несколько подобных микросхем параллельно, но работать с каждой из них по отдельности. Вход ОЕ позволяет выбрать выход только одной ИМС при их параллельном объединении. При этом остальные выходы – отключены.

Раздел 6 Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП и АЦП)

Цифpoaнaлoгoвыe npeoбpaзoвaтeли ЦAП npeoбpaзyют чиcлeнныe дaнныe в aнaлoгoвые напряжение или ток и cлyжaт для cвязи цифpoвыx и выxoдныx ycтpoйcтв. Aнaлoгo-цифpo-выe npeoбpaзoвaтeли AЦП преобразуют аналоговый сигнал, например телефона, в численные данные, которые затем обрабатываются цифровыми схемами.

Дата добавления: 2015-06-27