nor flash原理详细讲解

(128) 2024-04-10 22:01:01

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存储介质种类

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存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)

易失性存储介质 - RAM

可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息。RAM中存储的信息在断电后均会丢失(除去FRAM)

  • SRAM
  • FDRM
  • FRAM

非易失性存储介质 - ROM

  • EPROM利用紫外线可以擦除数据,实现反复的
  • EEPROM带电可擦可编程只读存储器,是用户可更改的只读存储器

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着重讲NOR-FLASH与NAND-FLASH

差别如下:
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● NOR的读速度比NAND稍快一些。
● NAND的写入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5ms快。
● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。
● NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

NOR-FLASH 基本结构

基本单位是 MOSFET(晶体场效应管)

  • FloatingGate:浮置栅极。
  • DRAIN:排水沟。
  • p-well:硅基。
  • GATE
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    一页是附加在单个字行上的位行集合。一个字行可以包含一个或多个页面。一个页面通常由256或512字节的内存(2048或4096位)组成。硅的制造要求所有的记忆细胞都建立在一个共同的基础上,称为基板。为了使存储操作更易于管理,在衬底中注入了一系列p井。这些p井相互之间是电绝缘的,称为普通p井,如图中所示
    图3。存储单元阵列嵌入到普通的p孔中。每个p-井都有自己的el

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擦除操作通过被称为“福勒-诺德海姆隧道”的过程进行。
一个高的,正电压(大约+8 V)应用到普通的p井,吸引困住的电荷在MOSFET的浮动栅内。同时,一个高的负电压(- 10v)被施加到
MOSFET的栅极,它排斥被捕获的负电荷。的来源和流失
MOSFET没有连接(见图8)。
这两个电压叠加在一起,形成一个巨大的电场,使电子“隧道”穿过氧化物屏障。通过这个过程,浮栅的电子被耗尽,从而降低了它们的阈值电压。如果观察单个细胞水平(通常在nA范围内),电流是微小的。
由于电流非常小,电场必须维持很长时间才能提取足够数量的电子,使得擦除操作相对缓慢。

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当浮动栅中没有电子时,Gate和Source两端的电压远小于VTREF,Drain和Source 之间可以产生电流
当浮动栅中有电子时,Gate和Source两端的电压大于VTREF,Drain和Source之间就不能尝试电流V

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程序操作是基于物理过程称为“热电子注入”。大门
MOSFET连接到一个大的正电压(+ 9v)。同时漏极正偏置到大约+ 4v,导致电子从源流向漏极。电子,从
源极到漏极,从正偏压浮栅下面通过,如图7所示。
由于施加在栅极上的强正电场,一些电子被“拉入”浮动栅极。一旦进入,这些电子就不再有逃逸所需的能量

潜在风险nor flash原理详细讲解 (https://mushiming.com/)  第10张

浮动栅存储电子的能力就逐渐减弱,Erase margin 和 Program margin的区别会越来越小,当两者相交时,就会造成存储的数据错乱。
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外加高温等物理环境可以放大漏极电流等因素的影响

过擦问题

擦除的实际动作分成三个步骤
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为了可靠的操作(在编程单元和擦除单元之间有一个裕度),以确保在长时间的使用中,电荷不会从“0”翻转到“1”。 集成内存控制器执行迭代算法,确保每次程序和擦除之间电压有足够的边距。 实际上的擦除动作有Pre-Program -> Erase Phase --> Recovery Phase;
那么在这个三步操作过程中如果出现异常断电、程序异常打断擦除过程就可能会使得FLASH存在不确定的状态,出现过擦问题

THE END

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