電子式可擦除可編程只讀存儲器

EEPROM，是一種非易失性電子存儲模塊，其存儲的信息可以被電擦除。 它與其他可擦除存儲器有關，例如紫外線可擦除 EPROM 和閃存，它們也是電可擦除的。 它用于在電氣設備中存儲少量數據，即使在沒有電源電壓的情況下也必須保留信息，或者單個存儲元件或數據字必須易于更改。 用于存儲大量數據等。 PC系統中的BIOS，閃存通常比較經濟。

術語“EEPROM”僅描述了存儲器的屬性，即它是非易失性的并且可以僅用電能擦除（與 EPROM 相比，后者只能用紫外線擦除）。 因此，嚴格來說，術語“EEPROM”包括今天通常稱為 EEPROM 的字或字節可擦除存儲器，以及較新的塊方式可擦除閃存。 由于在后者的情況下可以省略每個存儲單元否則所需的寫入、讀取和擦除晶體管，因此可以用它們實現顯著更高的存儲密度。

EEPROM 由隔離柵（浮柵）場效應晶體管 (FET) 矩陣組成，其中每個 FET 代表一位。 在編程過程中，電荷被引入浮動柵極，只能通過擦除過程再次去除。 在正常操作中，電荷保留在完全絕緣的柵極上。

對于（UV 可擦除）EPROM，在寫入期間通過注入熱載流子（熱載流子注入，HCI）將電荷施加到柵極，并且只能通過暴露于 UV 光再次去除。

在 EEPROM 中，Fowler-Nordheim 隧道效應在寫入和擦除期間向絕緣柵極施加電荷并從絕緣柵極移除電荷。

另一方面，在閃存中，電荷在寫入時通過 HCI 施加到柵極，在擦除時通過 Fowler-Nordheim 隧道效應再次移除。

為了對 EEPROM 進行編程，將高壓脈沖施加到控制柵極，隧道電流從控制柵極流過絕緣電介質到達浮動柵極。 對于 EPROM，這種高電壓必須從外部施加到存儲芯片，而對于 EEPROM 和閃存，它是在芯片內部產生的。

寫完記憶后，通過選擇性地向浮動柵極施加電荷，寫入的數據由帶電/不帶電柵極的位模式表示。 這些數據現在可以通過晶體管的漏源連接按需讀取，讀取時的正常工作電壓遠低于編程電壓。

與閃存 EEPROM 不同，EEPROM 可以逐字節寫入和擦除。 與寫入周期需要 1 μs 至 1 ms 的閃存 EEPROM 相比，傳統 EEPROM 的寫入周期要慢得多，為 1 ms 至 10 ms。 因此，當必須以較長間隔更改單個數據字節并以非易失性方式存儲時，例如配置數據或運行時間計數器，則首選 EEPROM。

由于生產成本高得多，EEPROM 不適合替代以前用作程序或表格存儲器的 ROM 或 EPROM；此角色后來由閃存取代。 EEPROM 技術的較高成本意味著最初獨立的 EEPROM 組件通常通過串行接口連接到微控制器。 后來，還為許多微控制器提供了片上 EEPROM。 由于微控制器現在通常使用強大的閃存技術制造，允許更頻繁的擦除和編程，因此閃存區域通常也可以用于可變數據。 為此，閃存的一部分被保留并且用特殊算法寫入和讀取。 一個塊（頁面）在被刪除之前必須首先被完全使用，整個保留區域也必須如此，然后才能被重寫。 在許多情況下，這個過程使得微控制器中的 EEPROM 變得多余。

但是，并非所有應用程序都可以閃存 EEPROM代替：

一方面是 目前還不可能在像 EEPROM 這樣寬的溫度范圍內可靠地寫入閃存。 然而，這里的工藝技術正在取得進步，寫入期間的溫度補償改善了行為。

另一方面，如果要刪除頁面但由于使用閃存的 EEPROM 仿真不能立即刪除，在某些應用程序中可能會出現問題，因此無法確定何時刪除頁面（這可以避免，但是，如果要刪除頁面，則首先有意/故意填充頁面）。

除了具有并行地址和數據總線的模塊外，外殼中還有 EEPROM，例如只有 8 個端口可以通過 I2C 等串行總線交換地址和數據。

存儲在 EEPROM 中的數據會受到三種故障現象的影響：

• 修改存儲單元時意外覆蓋相鄰存儲單元（稱為“寫入干擾”），
• EEPROM 中各個存儲位置的存儲狀態的有限保留容量（“保留”）
• 有限的生命周期或可寫性（“字節耐久性”）。

被俘獲的電子會積聚在 EEPROM 中使用的浮柵晶體管的柵極氧化層中。 被捕獲電子的電場增加了浮柵的場，從而縮小了分別代表一和零存儲狀態的閾值電壓之間的窗口。 在一定次數的寫入之后，差異變得太小以至于無法區分，內存位置將xxx保持在編程值。

在存儲期間注入浮柵的電子可能會通過絕緣層泄漏，尤其是在高溫下，導致電荷狀態丟失，從而使存儲位置返回到擦除狀態。

當寫入存儲單元時，如果在對相鄰單元的最后一次更改之后，芯片上發生了寫入操作的總數。 因此，“寫入干擾”的規格可以比“字節耐久性”的規格大十倍。 在達到“寫干擾”之前，應該刷新整個 EEPROM。 每個存儲單元都是單獨讀取和重寫的。 也可以先讀取，再刪除，再重寫。