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  • 1 # 使用者1465424935672

    儲存卡也可以叫做快閃記憶體主要分為NORFlash和NANDFlash兩種,兩種快閃記憶體的原理有所不同,下面介紹的就是這兩種快閃記憶體運作的基本原理。

    NORFlash

    快閃記憶體將資料儲存在由浮閘電晶體組成的記憶單元陣列內,在單階儲存單元(Single-levelcell,SLC)裝置中,每個單元只儲存1位元的資訊。而多階儲存單元(Multi-levelcell,MLC)裝置則利用多種電荷值的控制讓每個單元可以儲存1位元以上的資料。

    快閃記憶體的每個儲存單元類似一個標準MOSFET,除了電晶體有兩個而非一個閘極。在頂部的是控制閘(ControlGate,CG),如同其他MOS電晶體。但是它下方則是一個以氧化物層與周遭絕緣的浮閘(FloatingGate,FG)。這個FG放在CG與MOSFET通道之間。由於這個FG在電氣上是受絕緣層獨立的,所以進入的電子會被困在裡面。在一般的條件下電荷經過多年都不會逸散。當FG抓到電荷時,它部分遮蔽掉來自CG的電場,並改變這個單元的閥電壓(VT)。在讀出期間。利用向CG的電壓,MOSFET通道會變的導電或保持絕緣。這視乎該單元的VT而定(而該單元的VT受到FG上的電荷控制)。這股電流流過MOSFET通道,並以二進位制碼的方式讀出、再現儲存的資料。在每單元儲存1位元以上的資料的MLC裝置中,為了能夠更精確的測定FG中的電荷位準,則是以感應電流的量(而非單純的有或無)達成的。

    邏輯上,單層NORFlash單元在預設狀態代表二進位制碼中的“1”值,因為在以特定的電壓值控制閘極時,電流會流經通道。經由以下流程,NORFlash單元可以被設定為二進位制碼中的“0”值。

    1.對CG施加高電壓(通常大於5V)。

    2.現在通道是開的,所以電子可以從源極流入汲極(想像它是NMOS電晶體)。

    3.源-汲電流夠高了,足以導致某些高能電子越過絕緣層,並進入絕緣層上的FG,這種過程稱為熱電子注入。

    由於汲極與CG間有一個大的、相反的極性電壓,藉由量子穿隧效應可以將電子拉出FG,所以能夠地用這個特性抹除NORFlash單元(將其重設為“1”狀態)。現代的NORFlash晶片被分為若干抹除片段(常稱為區扇(Blocksorsectors)),抹除操作只能以這些區塊為基礎進行;所有區塊內的記憶單元都會被一起抹除。不過一般而言,寫入NORFlash單元的動作卻可以單一位元組的方式進行。

    雖然抹寫都需要高電壓才能進行,不過實際上現今所有快閃記憶體晶片是藉由晶片內的電荷幫浦產生足夠的電壓,所以只需要一個單一的電壓供應即可。

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