ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием

ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием строится на основе запоминающей матрицы построенной на ячейках памяти, внутреннее устройство которой приведено на рисунке 15.20.

Рисунок 15.20 – Запоминающая ячейка ПЗУ с ультрафиолетовым и электрическим стиранием

Запоминающая ячейка представляет собой МОП транзистор, в котором затвор выполняется из поликристаллического кремния. Затем в процессе изготовления микросхемы этот затвор окисляется и в результате он будет окружен оксидом кремния — диэлектриком с прекрасными изолирующими свойствами. Из-за того, что затвор со всех сторон окружен диэлектриком — он как бы плавает внутри диэлектрика, этот затвор получил название плавающего затвора.

В описанной ячейке при полностью стертом ПЗУ заряда в плавающем затворе нет, и поэтому транзистор ток не проводит. При программировании микросхемы на программирующий электрод, находящийся над плавающим затвором, подается высокое напряжение и в последнем за счет туннельного эффекта индуцируются заряды. После снятия программирующего напряжения на плавающем затворе индуцированный заряд сохраняется и, следовательно, транзистор остается в проводящем состоянии. Заряд на плавающем затворе может храниться десятки лет.

Структурная схема постоянного запоминающего устройства с ультрафиолетовым стиранием не отличается от приведенной на рисунке 14.16 схемы масочного ПЗУ. Единственным отличием является то, что вместо плавкой поликремниевой перемычки, используется описанная выше ячейка. Такой вид ПЗУ в отечественной литературе получил название репрограммируемые ПЗУ.

Стирание ранее записанной информации в репрограммируемых ПЗУ осуществляется ультрафиолетовым излучением. Для того чтобы оно могло беспрепятственно воздействовать на полупроводниковый кристалл, в корпус микросхемы РПЗУ встраивается окошко из кварцевого стекла. При облучении микросхемы, изолирующие свойства оксида кремния теряются, накопленный заряд из плавающего затвора стекает в объем полупроводника, и транзистор запоминающей ячейки переходит в закрытое состояние. Время стирания микросхемы колеблется в пределах 10–30 минут.

Количество циклов записи-стирания микросхем РПЗУ составляет от 10 до 100 раз, после чего вследствие разрушающего действия ультрафиолетового излучения микросхема выходит из строя. В качестве примера таких микросхем можно назвать микросхемы 573-й серии российского производства, микросхемы серий 27сXXX зарубежного производства. В этих микросхемах чаще всего хранятся программы для сигнальных процессоров или конфигурация соединений программируемых логических схем (ПЛИС). Репрограммируемые ПЗУ изображаются на схемах в виде условного графического обозначения, показанного на рисунке 15.21. Надпись «EPROM» в центральной части микросхемы является сокращением от английских слов erasable programmable read-only memory (стираемая программируемая память, доступная только для чтения).

Рисунок 15.21 – Условно-графическое обозначение репрограммируемого постоянного запоминающего устройства