电子式可擦除可编程只读存储器

EEPROM，是一种非易失性电子存储模块，其存储的信息可以被电擦除。 它与其他可擦除存储器有关，例如紫外线可擦除 EPROM 和闪存，它们也是电可擦除的。 它用于在电气设备中存储少量数据，即使在没有电源电压的情况下也必须保留信息，或者单个存储元件或数据字必须易于更改。 用于存储大量数据等。 PC系统中的BIOS，闪存通常比较经济。

术语“EEPROM”仅描述了存储器的属性，即它是非易失性的并且可以仅用电能擦除（与 EPROM 相比，后者只能用紫外线擦除）。 因此，严格来说，术语“EEPROM”包括今天通常称为 EEPROM 的字或字节可擦除存储器，以及较新的块方式可擦除闪存。 由于在后者的情况下可以省略每个存储单元否则所需的写入、读取和擦除晶体管，因此可以用它们实现显着更高的存储密度。

EEPROM 由隔离栅（浮栅）场效应晶体管 (FET) 矩阵组成，其中每个 FET 代表一位。 在编程过程中，电荷被引入浮动栅极，只能通过擦除过程再次去除。 在正常操作中，电荷保留在完全绝缘的栅极上。

对于（UV 可擦除）EPROM，在写入期间通过注入热载流子（热载流子注入，HCI）将电荷施加到栅极，并且只能通过暴露于 UV 光再次去除。

在 EEPROM 中，Fowler-Nordheim 隧道效应在写入和擦除期间向绝缘栅极施加电荷并从绝缘栅极移除电荷。

另一方面，在闪存中，电荷在写入时通过 HCI 施加到栅极，在擦除时通过 Fowler-Nordheim 隧道效应再次移除。

为了对 EEPROM 进行编程，将高压脉冲施加到控制栅极，隧道电流从控制栅极流过绝缘电介质到达浮动栅极。 对于 EPROM，这种高电压必须从外部施加到存储芯片，而对于 EEPROM 和闪存，它是在芯片内部产生的。

写完记忆后，通过选择性地向浮动栅极施加电荷，写入的数据由带电/不带电栅极的位模式表示。 这些数据现在可以通过晶体管的漏源连接按需读取，读取时的正常工作电压远低于编程电压。

与闪存 EEPROM 不同，EEPROM 可以逐字节写入和擦除。 与写入周期需要 1 μs 至 1 ms 的闪存 EEPROM 相比，传统 EEPROM 的写入周期要慢得多，为 1 ms 至 10 ms。 因此，当必须以较长间隔更改单个数据字节并以非易失性方式存储时，例如配置数据或运行时间计数器，则首选 EEPROM。

由于生产成本高得多，EEPROM 不适合替代以前用作程序或表格存储器的 ROM 或 EPROM；此角色后来由闪存取代。 EEPROM 技术的较高成本意味着最初独立的 EEPROM 组件通常通过串行接口连接到微控制器。 后来，还为许多微控制器提供了片上 EEPROM。 由于微控制器现在通常使用强大的闪存技术制造，允许更频繁的擦除和编程，因此闪存区域通常也可以用于可变数据。 为此，闪存的一部分被保留并且用特殊算法写入和读取。 一个块（页面）在被删除之前必须首先被完全使用，整个保留区域也必须如此，然后才能被重写。 在许多情况下，这个过程使得微控制器中的 EEPROM 变得多余。

但是，并非所有应用程序都可以闪存 EEPROM代替：

一方面是 目前还不可能在像 EEPROM 这样宽的温度范围内可靠地写入闪存。 然而，这里的工艺技术正在取得进步，写入期间的温度补偿改善了行为。

另一方面，如果要删除页面但由于使用闪存的 EEPROM 仿真不能立即删除，在某些应用程序中可能会出现问题，因此无法确定何时删除页面（这可以避免，但是，如果要删除页面，则首先有意/故意填充页面）。

除了具有并行地址和数据总线的模块外，外壳中还有 EEPROM，例如只有 8 个端口可以通过 I²C 等串行总线交换地址和数据。

存储在 EEPROM 中的数据会受到三种故障现象的影响：

• 修改存储单元时意外覆盖相邻存储单元（称为“写入干扰”），
• EEPROM 中各个存储位置的存储状态的有限保留容量（“保留”）
• 有限的生命周期或可写性（“字节耐久性”）。

被俘获的电子会积聚在 EEPROM 中使用的浮栅晶体管的栅极氧化层中。 被捕获电子的电场增加了浮栅的场，从而缩小了分别代表一和零存储状态的阈值电压之间的窗口。 在一定次数的写入之后，差异变得太小以至于无法区分，内存位置将xxx保持在编程值。

在存储期间注入浮栅的电子可能会通过绝缘层泄漏，尤其是在高温下，导致电荷状态丢失，从而使存储位置返回到擦除状态。

当写入存储单元时，如果在对相邻单元的最后一次更改之后，芯片上发生了写入操作的总数。 因此，“写入干扰”的规格可以比“字节耐久性”的规格大十倍。 在达到“写干扰”之前，应该刷新整个 EEPROM。 每个存储单元都是单独读取和重写的。 也可以先读取，再删除，再重写。