28.1.5.3 Микросхемы многократно перепрограммируемых пзу eprom (рпзу)

Основная отличительная особенность микросхем РПЗУ заключается в их способности к многократному (примерно 100 раз) перепрограммированию самим пользователем. В микросхемах РПЗУ запись информации осуществляется электрическими сигналами, а стирание – либо ультрафиолетовым излучением (в отечественной литературе их сокращенно называют УФ РПЗУ), либо рентгеновским излучением (значительно менее распространены).

Микросхемы УФ РПЗУ имеют ЗЭ, построенный на транзисторе МОП с плавающим двойным затвором (ПЗ). Это n–МОП транзистор, у которого в подзатворном однородном диэлектрике SiО₂ сформирована изолированная проводящая область из металла или поликристаллического кремния (плавающий затвор).

!!!Внимание! Текст меньшего размера в материале данной лекции для самостоятельной проработки!!!

В режиме программирования на управляющий затвор, исток и сток подают импульс положительного относительно подложки напряжения амплитудой 21÷25 В. В обратно смещенных p-n–переходах исток–подложка и сток–подложка возникает процесс лавинного размножения носителей заряда (лавинный пробой) и часть электронов, обладающих высокой кинетической энергией, инжектируют в плавающий затвор, преодолевая тонкий слой окиси кремния между ним и подложкой.

В результате накопления на плавающем затворе отрицательного заряда, который остается и после снятия программирующего напряжения длительное время (в высококачественных приборах многие годы), передаточная характеристика транзистора смещается в область высокого напряжения. Поэтому в диапазоне рабочих напряжений проводящий канал в транзисторе не создается.

Такое состояние транзистора принимают за логический «0», а рассмотренный процесс считают записью логического «0». Отсутствие заряда электронов на ПЗ транзистора соответствует логической единице.

Стирание записанной информации состоит в вытеснении заряда с плавающего затвора. Для этого через прозрачное окно в крышке корпуса микросхемы производится ультрафиолетовое облучение кристалла. При облучении электроны рассасываются с плавающего затвора в подложку в результате усиления теплового движения за счет полученной от источника УФ-излучения энергии. Информация стирается сразу во всем кристалле, т. е. все запоминающие элементы переводятся в единичное состояние. Время стирания информации 30÷60 мин.

После стирания осуществляют проверку: перед программированием во всех ЗЭ матрицы должны быть логические «1». Проверку осуществляют путем перебора всех адресов в режиме считывания.

Запись информации, т. е. запись нулей в нужные транзисторы выбранной строки, осуществляется путем заряда плавающего затвора инжекцией «горячих» электронов в режиме программирования.

Чтение информации осуществляется путем выбора нужной строки, подключения напряжения питания через транзистор к шинам разрядов и считывания сигналов с усилителей считывания.

В группе отечественных микросхем УФ РПЗУ преобладающее положение занимает серия К537. На уровне мировой техники имеются микросхемы с временем доступа менее 45 нс.