可擦除可编程式只读存储器
编辑EPROM,是一种非易失性电子存储芯片,直到 20 世纪 90 年代中期之前主要用于计算机技术,但现在基本上已经过时了 EEPROM 和闪存被取代。
这种类型的模块可以在特殊编程设备(称为“EPROM 烧录器”)的帮助下进行编程。 它可以使用紫外线擦除,然后重新编程。 经过大约 100 到 200 次擦除过程后,EPROM 就达到了使用寿命。 需要删除的石英玻璃窗口(普通玻璃不透紫外线)使得外壳相对昂贵。 因此,也有没有窗口的设计,名义上只能写入一次(One Time Programmable,OTP),但也可以通过 X 射线擦除。
结构和功能
编辑EPROM 包含一个存储单元矩阵,其中每个晶体管代表一位。 存储单元由一个 MOSFET 晶体管组成,在栅极和沟道之间有一个额外的栅极电极,但它们没有连接。 因此它可以自由地呈现一个电势,因此被称为浮栅。 它嵌入在非常薄的二氧化硅层中。 在正常操作条件下,没有电子可以进入或离开它。 为了编程,增加的电压被施加到栅极,以便通过薄绝缘层隧道传输更多高能电子来为浮动栅极充电。 这会改变晶体管开启时的控制电压(阈值电压或阈值)。 现在可以根据需要随时读取数据,读取电压低于编程电压。
短波长紫外线辐射,通常来自汞蒸气灯的 254 nm (4.9 eV),或更短波长的辐射通常用于擦除。 结果,光电子被外部光电效应激发,具有足够的能量来克服绝缘屏障——浮栅被放电。 这将删除位模式并将 EPROM 重置为其原始状态。 这总是影响整个芯片,只删除其中的一部分是不可能的。 强烈的 UV 辐射也总是会导致半导体中的缺陷,因此擦除不能如期望的那样频繁地发生。 EPROM 带有用于擦除的 UV-B 透明窗口。 它通常由石英玻璃组成,很少也由高纯度半透明氧化铝陶瓷(GDR 类型,例如 U2732)组成。 只能写入一次的无窗口类型(一次性可编程的 OTP)也可以用 X 射线擦除,因为即使没有窗口,它也会穿透外壳,并且组件本身除了外壳之外是相同的。
传统的删除过程大约需要 10 到 30 分钟。 由于电离在关闭光源后不会立即衰减,并且组件也被加热到编程允许的温度以上,根据淬火装置的类型,编程只能在进一步等待时间后进行。 使用带闪光灯的灭火器可以显着缩短时间。 使用闪光代替连续照射。 如果没有正确遵循设备制造商的擦除规范,结果可能看起来是正确的编程,但数据寿命会缩短。
编程后应使用不透明贴纸保护石英玻璃窗口。 这不仅可以防止意外擦除——未受保护的 EPROM 可以在阳光直射约 90 天后被擦除——而且还可以确保 EPROM 正常运行。 用普通闪光灯照亮半导体芯片会导致瞬间数据损坏,从而导致计算机故障。
常见的 EPROM 具有 8 位宽的数据路径,总存储容量包含在指定中。 例如,2764 包含 64 KiB,组织为 8 Ki × 8。
EPROM的进一步发展是电可擦除EEPROM(electrically erasable PROM)和闪速EEPROM。 闪存 EEPROM 现已在很大程度上将 EPROM 挤出市场。
对于后来生产的 27xx EPROM 批次,需求下降了,只需要密封封装的廉价芯片,这些芯片足以只编程一次。
引出线
编辑与其他集成电路一样,普通 EPROM 的引脚分配由 JEDEC 标准化。
在-电路仿真
编辑由于 EPROM 不能无限期地重写,并且校正(总是需要先擦除)需要相对较长的时间,因此在电子设备的开发阶段使用了模拟器。 这些有不同的变体。 例如,有一些带有 USB 连接的模拟器可以模拟xxx 4 MiBit 的 EPROM。 使用这些设备,程序代码通过 USB 加载到模拟器中,并将模拟的 EPROM 插入电路结构中,例如通过插入式适配器。 模拟可以立即开始。 待测电路的行为就像安装了真正的 EPROM 模块一样。 对于现有的 EPROM 编程设备,一种非常经济高效的解决方案是由简单的模拟器提供的,该模拟器由带有写保护开关的电池缓冲 RAM 模块组成,这些模块在 EPROM 编程设备上进行编程,然后插入具有激活的写保护的测试电路。
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