Hallo Treffler,
wieso lassen sich Eproms mit UV-Licht löschen.
Grüße aus dem Norden
Hi,
Verinfacht ausgedrückt: bei der Speicherung werden Elektronen in isolierte Bereiche des IC eingelagert. Löschung: die Isolierschicht wird durch UV Bestrahlung leitfähig und gespeicherten Elektronen werden entladen.
Jame~
Korrektur
Hallo,
bei der Speicherung werden Elektronen
in isolierte Bereiche des IC eingelagert. Löschung: die
Isolierschicht wird durch UV Bestrahlung leitfähig und
gespeicherten Elektronen werden entladen.
Das stimmt eigentlich nicht so ganz:
Das Löschen ist eine Ausnutzung des Photoeffektes, also werden dabei eigentlich isolierte Kondensatoren ähnlich wie in einer Solarzelle (negativ) aufgeladen. Diese Ladung wird als logische ‚1‘ interpretiert.
Beim Beschreiben wird durch eine erhöhte Spannung (die Programmierspannung) die Isolation überwunden und der Kondensator entladen. Dies wird dann als logische ‚0‘ interpretiert. Es werden dabei also auch keine ‚Einsen‘ geschrieben, sondern ausschließlich Einsen in Nullen verwandelt. Deshalb muß man, wenn ein neuer Inhalt ausschließlich weitere Nullen erfordert, nicht neu löschen (was aber natürlich nur äußerst selten vorkommt).
Axel
Hallo Andreas,
wieso lassen sich Eproms mit UV-Licht löschen.
Hir ist grundsaätzliches zu finden:
http://www.ecs.tuwien.ac.at/lehre/vlsi-design/downlo…
Gehe auf Seite 25 in diesem Text:
Bei diesem Bild wird der Tunnel-Effekt gezeigt.
Die Linie stellt die Energie-Niveaus dar und die beiden Kreise sind Elektronen. Der „Berg“ stell die Isolation zwischen „Gate 2“ und „Drain“ und „Source“ im Bild auf Seite 24 dar.
Damit ein Elektron von der linken Position in die Rechte wechseln kann (Pfeil löschen) müsst eigentlich seine Energie soweit angehoben werden, dass es den „Berg“ überwinden kann.
Wenn dies in der Praxis passiert hat man einen ganz normalen Durchschlag der Isolation, wodurch diese zerstört wird.
In der Praxis kann man aber feststellen, dass Elektonen, welche eigentlich eine zu kleine Energie haben um den „Berg“ zu überwinden, trotzdem auf die andere Seite gelangen. Elektronen welche diese Eigenschaft besitzen nenn man „heisse Elektronen“, wodurch sie sich einen Tunnel durch den Berg „schmelzen“ können. Deshalb wird dieser Effekt so genannt.
Nun gut, was hat das nun mit deiner Frage zu tun ??
Gehe mal zurück auf Seite 24.
Hier wird der Aufbau einer Speicherzelle dargestellt.
Wenn wir einmal das „Gate 2“ vergessen haben wir einen normalen MOS-FET. Wenn Vgs = 0Volt ist sperrt der Transistor zwischen Source und Drain, ist die Spannung Vgs = +5Volt (Die 5V nehmen wir hier mal als Beispiel) leitet er zwischen Source und Drain.
So jetzt bauen wir unser „Gate 2“ ein.
Gate 1 und Gate 2 sind Leiter und dazwischen befindet sich ein Isolator. In der Physik lernt man das so eine Konstruktion ein Kondensator ist. Für unsere Betrachtung Stellen wir uns diesen Kondensator als eine Art Batterie vor.
Befinden sich keine überschüssigen Elektronen auf dem Gate2 so ist unsere Batterie ungeladen und unser Transistor funktioniert wie vorher beschrieben: Bei Vgs=0V sperrt er und bei Vgs=+5V leitet er (Das eigentliche Steuergate ist ja jetzt das Gate2).
Mit Hilfe des Tunnel-Effekts laden wir nun unseren Kondensator auf -5V auf. D.h. wir bringen zusätzliche Elektronen auf das Gate2 auf, wodurch Gate2 ein Negatives Potential genüber Gate1 bekommt.
Machen wir jetz Vgs=0V so beträgt das Potential an Gate2 -5V und unser Transistor sperrt. Wird jetzt Vgs=+5V gemacht so ist das Potential von Gate2 um 5V kleiner, also 0V, und unser Transistor sperrt immer noch.
Bei der Programmierung werden die „heissen Elektronen“ durch anlegen von höheren Spannungen, als im normalen Betrieb, erzeugt.
Um die Energie der Elektonen beim löschen zu erhöhen, werden diese mit Photonen (UV-Licht) beschossen. Trifft nun ein Photon auf ein Elektron, so absorbiert das Elektron die Energie des Photons und kann so zu einem heissen Elektron werden, welches dann von Gate2 „runterhüpfen“ kann.
Diese Ganze Tunnelgeschichte hat natürlich in der Praxis auch ihre Nachteile. Besonders beim Programmieren reissen die heissen Elektronen auch einzelne Moleküle von Drain und Source mit sich, wodurch die Isolationsschicht langsam zerstört wird. EPROM haben deshalb eine Lebensdauer in der Grössenordnung von 100 Programmier/Lösch.Zyklen.
Mittlerweile hat man bei dieser Technologie weitere Fortschritte gemacht und kann die Speicherzelle auch durch Anlegen entsprechender Spannungen wieder löschen. Die heute wohl verbreiteste Anwendung dieser neuen Technik ist in den FLASH-ROM.
MfG Peter(TOO)