可擦除可編程式只讀存儲器
編輯EPROM,是一種非易失性電子存儲芯片,直到 20 世紀 90 年代中期之前主要用于計算機技術,但現在基本上已經過時了 EEPROM 和閃存被取代。
這種類型的模塊可以在特殊編程設備(稱為“EPROM 燒錄器”)的幫助下進行編程。 它可以使用紫外線擦除,然后重新編程。 經過大約 100 到 200 次擦除過程后,EPROM 就達到了使用壽命。 需要刪除的石英玻璃窗口(普通玻璃不透紫外線)使得外殼相對昂貴。 因此,也有沒有窗口的設計,名義上只能寫入一次(One Time Programmable,OTP),但也可以通過 X 射線擦除。
結構和功能
編輯EPROM 包含一個存儲單元矩陣,其中每個晶體管代表一位。 存儲單元由一個 MOSFET 晶體管組成,在柵極和溝道之間有一個額外的柵極電極,但它們沒有連接。 因此它可以自由地呈現一個電勢,因此被稱為浮柵。 它嵌入在非常薄的二氧化硅層中。 在正常操作條件下,沒有電子可以進入或離開它。 為了編程,增加的電壓被施加到柵極,以便通過薄絕緣層隧道傳輸更多高能電子來為浮動柵極充電。 這會改變晶體管開啟時的控制電壓(閾值電壓或閾值)。 現在可以根據需要隨時讀取數據,讀取電壓低于編程電壓。
短波長紫外線輻射,通常來自汞蒸氣燈的 254 nm (4.9 eV),或更短波長的輻射通常用于擦除。 結果,光電子被外部光電效應激發,具有足夠的能量來克服絕緣屏障——浮柵被放電。 這將刪除位模式并將 EPROM 重置為其原始狀態。 這總是影響整個芯片,只刪除其中的一部分是不可能的。 強烈的 UV 輻射也總是會導致半導體中的缺陷,因此擦除不能如期望的那樣頻繁地發生。 EPROM 帶有用于擦除的 UV-B 透明窗口。 它通常由石英玻璃組成,很少也由高純度半透明氧化鋁陶瓷(GDR 類型,例如 U2732)組成。 只能寫入一次的無窗口類型(一次性可編程的 OTP)也可以用 X 射線擦除,因為即使沒有窗口,它也會穿透外殼,并且組件本身除了外殼之外是相同的。
傳統的刪除過程大約需要 10 到 30 分鐘。 由于電離在關閉光源后不會立即衰減,并且組件也被加熱到編程允許的溫度以上,根據淬火裝置的類型,編程只能在進一步等待時間后進行。 使用帶閃光燈的滅火器可以顯著縮短時間。 使用閃光代替連續照射。 如果沒有正確遵循設備制造商的擦除規范,結果可能看起來是正確的編程,但數據壽命會縮短。
編程后應使用不透明貼紙保護石英玻璃窗口。 這不僅可以防止意外擦除——未受保護的 EPROM 可以在陽光直射約 90 天后被擦除——而且還可以確保 EPROM 正常運行。 用普通閃光燈照亮半導體芯片會導致瞬間數據損壞,從而導致計算機故障。
常見的 EPROM 具有 8 位寬的數據路徑,總存儲容量包含在指定中。 例如,2764 包含 64 KiB,組織為 8 Ki × 8。
EPROM的進一步發展是電可擦除EEPROM(electrically erasable PROM)和閃速EEPROM。 閃存 EEPROM 現已在很大程度上將 EPROM 擠出市場。
對于后來生產的 27xx EPROM 批次,需求下降了,只需要密封封裝的廉價芯片,這些芯片足以只編程一次。
引出線
編輯與其他集成電路一樣,普通 EPROM 的引腳分配由 JEDEC 標準化。
在-電路仿真
編輯由于 EPROM 不能無限期地重寫,并且校正(總是需要先擦除)需要相對較長的時間,因此在電子設備的開發階段使用了模擬器。 這些有不同的變體。 例如,有一些帶有 USB 連接的模擬器可以模擬xxx 4 MiBit 的 EPROM。 使用這些設備,程序代碼通過 USB 加載到模擬器中,并將模擬的 EPROM 插入電路結構中,例如通過插入式適配器。 模擬可以立即開始。 待測電路的行為就像安裝了真正的 EPROM 模塊一樣。 對于現有的 EPROM 編程設備,一種非常經濟高效的解決方案是由簡單的模擬器提供的,該模擬器由帶有寫保護開關的電池緩沖 RAM 模塊組成,這些模塊在 EPROM 編程設備上進行編程,然后插入具有激活的寫保護的測試電路。
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