ROM, EPROM и E2PROM

January 31, 2012 by admin Комментировать »

В большинстве применений микроЭВМ используются фиксированные данные и программы. Для этих целей идеальным средством хранения служит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ; Read-Only Memory, ROM), особенно в том случае, когда эти данные или программы размножаются во многих тысячах экземпляров. Будучи довольно похожим на динамическое ОЗУ, ПЗУ представляет собой, по существу, решетку из транзисторов (обычно МОП-транзисторов с каналом «-типа), но только конфигурация хранимых данных определяется в момент изготовления. В те ячейки памяти, которые должны содержать логическую 1, включается транзистор, а в тех ячейках, где должен храниться логический 0, транзистора нет.

В программируемых ПЗУ (ППЗУ; Programmable ROM, PROM) во все ячейки включаются транзисторы, снабженные плавкой перемычкой, которую можно пережечь, пропуская по ней достаточно большой ток, чтобы разомкнуть цепь. Пользователь сам пережигает нужные перемычки, занося свои собственные данные; это делается с помощью программатора ППЗУ, в котором последовательно перебираются адреса и подается ток, необходимый для расплавления перемычки.

При работе с опытными образцами и при размножении в небольшом числе экземпляров особенно ценным оказывается стираемое ППЗУ (Erasable PROM, EPROM), так как имеется возможность изменять содержащиеся в нем данные, не заменяя ИС. В стираемых ППЗУ в качестве ячеек памяти используются «-канальные МОП-транзисторы с индуцируемым каналом, снабженные специальным изолированным плавающим затвором. Перед программированием все МОП-транзисторы ставятся в режим отсечки, что соответствует записи логической 1. Программирование требует тщательного контроля и заключается в подаче сравнительно большого напряжения (25 В) между стоком и вспомогательным затвором, в результате чего происходит временный лавинный пробой в изолирующем слое оксида между каналом и плавающим затвором. После снятия напряжения пробой прекращается, в плавающем затворе остается захваченный им заряд и транзистор отпирается, что соответствует записи в этой ячейке логического 0. Чтобы удалить захваченный заряд, кристалл в течение 30 мин подвергают воздействию интенсивного ультрафиолетового света, под действием которого заряд стекает с плавающего затвора, данные стираются и схема оказывается подготовленной к перепрограммированию. В электрически стираемых ППЗУ (Electrically Erasable PROM, EEPROM или E2ROM) заряд удаляется из затвора не ультрафиолетовым светом, а высоким напряжением. Такие устройства требуют меньшего времени на перепрограммирование, чем стираемые ППЗУ. В популярных E2PROM флэш (flash) можно стирать и переписывать отдельные биты при обычном напряжении питания +5 В; поэтому с запоминающими устройствами типа флэш можно обращаться как с энергонезависимым ОЗУ.

Постоянные запоминающие устройства можно рассматривать не только с точки зрения хранения в них данных, но и как очень компактные и гибкие комбинационные логические схемы. В конце концов, работу любой комбинационной логической схемы всегда можно выразить в виде таблицы истинности, посредством которой данному набору входных битов ставится в соответствие определенная комбинация выходных битов. Если использовать входные биты в качестве разрядов двоичного слова на адресных входах ППЗУ, то требуемые выходные биты можно записать по соответствующим адресам; с помощью всего лишь одной или двух ИС реализуются очень сложные комбинационные логические функции. Если к памяти добавить счетчик и его выходы соединить с шиной адреса стираемого ППЗУ, то получится конечный автомат, у которого на выходе будет появляться регулярная последовательность различных комбинаций битов по мере того, как счетчик станет отсчитывать импульсы тактовой последовательности. Такие устройства могут быть ценными для систем промышленного контроля.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты