EPROM

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2018. január 28-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 18 szerkesztést igényelnek .

EPROM ( eng.  E rasable Programmable Read O only Memory ) - a félvezető memóriaeszközök osztálya, csak olvasható memória , információ rögzítésére (programozásra), amelyben elektronikus eszközt használnak - programozót , és amely felülírható.

Lebegőkapu tranzisztorok sorozata, amelyeket egy elektronikus eszköz egyedileg programoz, és amely magasabb feszültséget ad le, mint a digitális áramkörökben általában. A PROM -mal ellentétben az EPROM-on lévő adatok programozás után törölhetők ( higany fényforrás erős ultraibolya fénnyel). Az EPROM könnyen felismerhető a csomagolás tetején található átlátszó kvarcüveg ablakról , amelyen keresztül látható a szilícium chip, és amelyen keresztül UV fény sugárzik be a törlés során.

Történelem

Az EPROM memóriacellák fejlesztése az integrált áramkörök hibáinak vizsgálatával kezdődött, amelyekben a tranzisztorok kapui megsemmisültek. Ezekben a szigetelt kapukban tárolt töltések tulajdonságai megváltoztak. Az EPROM-ot Dov Frohman-Bentchkowsky találta fel) 1971-ben az Inteltől , amelyre 1972-ben megkapta a 3 660 819 [1] számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmat .

Hogyan működik

Az EPROM memória minden bitje egy FET -ből áll . Mindegyik FET egy csatornából áll az eszköz félvezető hordozójában. A forrás és a leeresztő érintkezők a csatorna végén lévő zónákba kerülnek. A csatornára szigetelő oxidréteget növesztünk, majd vezetőképes kapuelektródát (szilícium vagy alumínium), majd a kapuelektródára még vastagabb oxidréteget. Az úszókapunak nincs kapcsolata az integrált áramkör más részeivel, és teljesen el van szigetelve a környező oxidrétegektől. A kapura egy vezérlőelektródát helyeznek, amelyet ezután oxiddal vonnak be. [2] [3]

Az EPROM-ból való adatok lekéréséhez a kívánt EPROM tű értékét képviselő cím dekódolásra kerül, és egyetlen memóriaszó (általában egy 8 bites bájt) csatlakoztatására szolgál a kimeneti puffererősítőhöz. Ennek a szónak minden bitje 1 vagy 0 értékű, attól függően, hogy a tranzisztor be vagy ki volt kapcsolva, hogy vezető vagy nem vezető volt-e.

A térhatású tranzisztor kapcsolási állapotát a tranzisztor vezérlőkapuján lévő feszültség szabályozza. A feszültség jelenléte ezen a kapun vezetőképes csatornát hoz létre a tranzisztorban, és azt „bekapcsolt” állapotba kapcsolja. Lényegében a lebegő kapun felhalmozott töltés lehetővé teszi, hogy a tranzisztor küszöbfeszültsége programozza az állapotát.

Az adatok tárolásához ki kell választani a kívánt címet, és magasabb feszültséget kell alkalmazni a tranzisztorokra. Ez elektronlavinát hoz létre, amelyek elegendő energiát kapnak ahhoz, hogy áthaladjanak a szigetelő oxidrétegen, és felhalmozódjanak az úszókapun (lásd alagúthatás ). A nagyfeszültség eltávolításakor az elektronok az oxidgátak közé szorulnak [4] a rendkívül nagy ellenállás miatt . A felgyülemlett töltés nem tud szivárogni, és évtizedekig tárolható.

Az EEPROM memóriával ellentétben az EPROM programozási folyamata elektromosan nem reverzibilis. A tranzisztor tömbben tárolt adatok törléséhez ultraibolya fényt irányítanak rá. Az ultraibolya fény fotonjai szétszórják a felesleges elektronokat, energiát adva nekik, ami lehetővé teszi az úszókapun tárolt töltés eloszlását. Mivel a teljes memóriamátrix feldolgozásra kerül, az összes adat egyidejűleg törlődik. A folyamat kis méretű UV lámpák esetén néhány percet vesz igénybe. A napfény néhány héten belül elhasználja a chipet, míg egy beltéri fénycső  néhány éven belül. [5] Általánosságban elmondható, hogy az EPROM chipeket el kell távolítani a törölni kívánt berendezésből, mivel gyakorlatilag lehetetlen bármilyen blokkot behelyezni az UV lámpába, és csak a chipek egy részéről törölni az adatokat.

Részletek

Mivel a kvarc ablak gyártása drága, a PROM memóriát ("egyszeri" programozható memória, OPM) fejlesztették ki. Ebben a memóriamátrix egy átlátszatlan héjba van szerelve. Ezzel szükségtelenné válik a törlési funkció tesztelése, ami a gyártási költségeket is csökkenti. Az OPM változatok mind EPROM memóriához, mind beépített EPROM memóriával rendelkező mikrokontrollerekhez készülnek. Az OPM EPROM-ot (legyen az egy külön chip vagy egy nagy chip része) azonban egyre gyakrabban váltja fel az EEPROM kis gyártási mennyiségeknél, amikor egy memóriacella költsége nem túl fontos, illetve a nagy gyártási sorozatok esetében a flash memóriára .

A programozott EPROM memória tíz-húsz évig megőrzi adatait, és korlátlan számú alkalommal olvasható. [6] A törlőablakot átlátszatlan fóliával kell lefedni, hogy megakadályozzuk a napfény által okozott véletlen törlést. A régebbi számítógépes BIOS -chipek gyakran EPROM-memóriával készültek, és a törlőablakokat a BIOS gyártójának nevét, a BIOS verzióját és a szerzői jogi megjegyzést tartalmazó címkével borították. A BIOS chipek címkézésének gyakorlata ma is elterjedt, annak ellenére, hogy a modern BIOS chipeket EEPROM technológiával vagy NOR flash memóriaként gyártják, törlési ablakok nélkül.

Az EPROM törlése 400 nm -nél rövidebb fényhullámokon történik . Az 1 hétig tartó napfény vagy 3 évig tartó beltéri fluoreszkáló világítás törlést okozhat. Az ajánlott törlési eljárás 253,7 nm-es ultraibolya fénynek való kitettség legalább 15 W s/cm², ami általában 15-20 perces expozíció alatt érhető el egy 12 mW/cm² fényáramú lámpával körülbelül 2,5 centiméter távolságra [7] .

A törlés röntgensugárzással is elvégezhető :

„A törlés nem elektromos módszerekkel is elvégezhető, mivel a vezérlőelektróda elektromosan nem hozzáférhető. A csomagolatlan eszköz bármely részén ultraibolya fény megvilágítása fotoáramot indukál, amely a lebegő kapuból a szilícium hordozóra áramlik, ezáltal visszaállítja a kaput az eredeti töltetlen állapotába. Ez a törlési módszer lehetővé teszi az összetett memóriamátrixok teljes tesztelését és korrekcióját a csomagolás előtt. A kapszulázást követően az információ 5⋅10 4  rad feletti röntgensugárzással még mindig törölhető , ez a dózis a kereskedelemben kapható röntgengenerátorokkal könnyen elérhető. [8] Más szavakkal, az EPROM törléséhez röntgensugárforrást kell alkalmazni, majd a chipet körülbelül 600 Celsius fokos sütőbe kell helyezni (a röntgensugárzás okozta félvezető-változások lágyítására)." [9]

A betárcsázós modemek aktív használata során a kisebb áramköri változtatások mellett az EPROM ablak nélküli felvillantásával járó szakemberek az USR Business Modemet a jóval drágább USR Courierre frissítették. Maga a törlési folyamat kidolgozott, de titokban tartott, ami megmaradt. Nyilvánvalóan radioaktív besugárzást alkalmaztak. A kristály említett melegítése 450 és 1410 Celsius fok közötti hőmérsékletre viccnek tűnik a kész mikroáramkör számára.

Az EPROM-ok korlátozott, de nagy számú törlési ciklussal rendelkeznek. A kapu közelében lévő szilícium-dioxid minden ciklussal fokozatosan pusztít, így a chip több ezer törlési ciklus után megbízhatatlanná válik. Az EPROM programozás meglehetősen lassú a többi memóriatípushoz képest, mivel a nagyobb oxidsűrűségű régiók a csomópont és a kapurétegek között kevesebb expozíciót kapnak. Az UV-törlés kevésbé praktikus nagyon nagy memóriaméretek esetén. Még a tokban lévő por is megakadályozhatja egyes memóriacellák törlését [10] . A programozó az EPROM-ban nem csak a programozási művelet után, hanem azt megelőzően is elvégzi az adatellenőrzést , ellenőrzi a törlési információk helyességét (az összes memóriacellát az eredeti állapotba helyezi).

Alkalmazás

A maszk ROM-on keresztül programozható nagy gyártási tételekkel (több ezer darab vagy több) meglehetősen alacsony előállítási költséggel rendelkeznek. Ezek elkészítése azonban több hetet vesz igénybe, mivel az integrált áramkör egyes rétegeinek maszkjának megrajzolása összetett munkát igényel. Kezdetben azt feltételezték, hogy az EPROM túl drága lesz a tömeggyártáshoz és -használathoz, ezért azt tervezték, hogy csak prototípusok kiadására korlátozzák. Hamar világossá vált, hogy a kis volumenű EPROM-gyártás gazdaságilag életképes, különösen akkor, ha gyors firmware-frissítésre volt szükség.

Egyes mikrokontrollerek már az EEPROM és a flash memória korszaka előtt is chipen lévő EPROM memóriát használtak programjaik tárolására. Ezek a mikrokontrollerek tartalmazzák az Intel 8048 , a Freescale 68HC11 és a PIC mikrokontrollerek "C" verzióit . Az EPROM chipekhez hasonlóan az ilyen mikrokontrollerek is ablakos (drága) verzióba kerültek, ami hasznos volt a hibakereséshez és a programfejlesztéshez. Hamarosan ezeket a chipeket PROM technológiával kezdték gyártani, átlátszatlan csomagolással (ami némileg csökkentette az előállítás költségeit). Egy ilyen chip memóriamátrixának fénnyel való megvilágítása is kiszámíthatatlan módon megváltoztathatja a viselkedését, amikor a gyártás ablakos verzióról ablak nélkülire váltott.

Az EPROM chipek méretei és típusai

Az EPROM-nak számos változata készül, amelyek mind fizikai méretben, mind memóriakapacitásban különböznek egymástól. Bár a különböző gyártók azonos típusú tételei kompatibilisek az adatok kiolvasásában, a programozási folyamatban vannak kisebb eltérések.

A legtöbb EPROM chipet a programozók "azonosító módon" keresztül tudják felismerni, ha 12 voltot kapcsolnak az A9 lábra, és két bájt adatot olvasnak. Mivel azonban ez nem univerzális, a szoftver lehetővé teszi a chip gyártójának és eszköztípusának manuális beállítását is a megfelelő programozási mód biztosítása érdekében. [tizenegy]

EPROM típus Méret - bit Méret - bájt Hossz ( hatszög ) Utolsó cím ( hex )
1702, 1702A 2 Kbps 256 100 FF
2704 4 kbps 512 200 1FF
2708 8 kbps 1 KB 400 3FF
2716, 27C16 16 kbps 2 KB 800 7FF
2732, 27C32 32 kbps 4 KB 1000 FFF
2764, 27C64 64 kbps 8 KB 2000 1FFF
27128, 27C128 128 kbps 16 KB 4000 3FFF
27256, 27C256 256 kbps 32 KB 8000 7FFF
27512, 27C512 512 kbps 64 KB 10000 FFFF
27C010, 27C100 1 Mbit 128 KB 20000 1FFFF
27C020 2 Mbit 256 KB 40000 3FFFF
27C040, 27C400 4 Mbit 512 KB 80000 7FFFF
27C080 8 Mbit 1 MB 100 000 FFFFF
27C160 16 Mbit 2 MB 200 000 1FFFF
27C320 32 Mbit 4 MB 400 000 3FFFFFF

[12]

Galéria

Érdekes tények

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ LEBEGŐKAPUS TRANZISZTOR ÉS MÓDSZER… - Google Patents
  2. ↑ Chih-Tang Sah, A szilárdtest-elektronika alapjai World Scientific, 1991 ISBN 9810206372 , 639. oldal
  3. ↑ EPROM technológia . Letöltve: 2011. július 22. Az eredetiből archiválva : 2012. március 20.
  4. ↑ Vojin G. Oklobdzija, Digitális tervezés és gyártás , CRC Press, 2008 ISBN 0849386020 , 5-14. oldal, 5-17.
  5. ↑ John E. Ayers, Digitális integrált áramkörök: elemzés és tervezés , CRC Press, 2004, ISBN 084931951X , 591. oldal
  6. ↑ Paul Horowitz és Winfield Hill, Az elektronika művészete, 2. kiadás. Cambridge University Press, Cambridge, 1989, ISBN 0521370957 , 817. oldal
  7. ↑ M27C512 adatlap . Letöltve: 2018. október 7. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 6..
  8. ↑ Az Electronics Magazine 1971. május 10-i száma Dov Frohman cikkében
  9. ↑ eprom . Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 25. 090508 jmargolin.com
  10. ↑ Sah 1991 640. oldal
  11. ↑ Egyes EPROM, EEPROM, Flash memória és Flash mikrokontroller félvezető eszközök és termékek, amelyek ugyanazt tartalmazzák, Inv. 337-TA-395  / US International Trade Commission. - Diane Kiadó, 1998. - P. 51-72. — ISBN 1428957219 . Archiválva : 2019. december 16. a Wayback Machine -nél
  12. ↑ MEGJEGYZÉS: 1702 EPROM volt PMOS , a 27x sorozatú EPROM-ok, amelyek nevében a "C" betűt tartalmazzák, CMOS alapúak , a "C" nélkül pedig NMOS .

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák