Kompyuterni tashkil etish fanidan 1-Amaliy ish Mavzu

rasm. Eng birinchi EPROM turlaridan biri bo'lgan Intel 1702A EPROM (1971), 256 dan 8 bitgacha. Kichkina kvarts oynasi ultrafiolet nurlarini o'chirish uchun qabul qiladi.

EPROM xotira kamerasini ishlab chiqish tranzistorlarning eshik ulanishlari buzilgan integral integral mikrosxemalarni o'rganishdan boshlandi. Ushbu izolyatsiya qilingan eshiklardagi zaryad ularning chegara kuchlanishini o'zgartiradi.

1960 yilda taqdim etilgan Bell Labs-da Muxamed Atalla va Dawon Kahng tomonidan MOSFET (metall oksidi-yarimo'tkazgichli dala-effektli tranzistor) ixtiro qilingandan so'ng, Frank Vanlass 1960-yillarning boshlarida MOSFET tuzilmalarini o'rgangan. 1963 yilda u zaryadning oksid orqali darvoza tomon harakatlanishini qayd etdi. U buni ta'qib qilmagan bo'lsa-da, keyinchalik bu g'oya EPROM texnologiyasining asosiga aylanadi.
1967 yilda Bell Labs-da Dovon Kanx va Simon Min Sze MOSFET suzuvchi eshigi qayta dasturlashtiriladigan ROM (faqat o'qish uchun xotira) xujayrasi uchun ishlatilishini taklif qilishdi. Ushbu kontseptsiyaga asoslanib, Intel kompaniyasining Dov Frohman 1971 yilda EPROM ixtiro qildi va 1972 yilda AQSh Patenti 3.660.819 ga sazovor bo'ldi. Frohman Intel tomonidan ishlab chiqarilgan 2048 bitli EPROM Intel 1702 loyihasini ishlab chiqdi.
EPROMning har bir saqlash joyi bitta maydon effektli tranzistordan iborat. Har bir dala effektli tranzistor qurilmaning yarimo'tkazgich tanasidagi kanaldan iborat. Manba va drenaj aloqalari kanal oxirida mintaqalarga o'rnatiladi. Kanal ustida oksidning izolyatsion qatlami o'stiriladi, so'ngra Supero'tkazuvchilar (kremniy yoki alyuminiy) eshik elektrod yotqiziladi va darvoza elektrodiga oksidning yana qalin qatlami yotqiziladi. Suzuvchi eshikli elektrod integral mikrosxemaning boshqa qismlari bilan aloqasi yo'q va atrofdagi oksid qatlamlari tomonidan to'liq izolyatsiya qilingan. Boshqaruv eshiklari elektrodlari yotqiziladi va uni boshqa oksid qoplaydi.
Ma'lumotlarni EPROMdan olish uchun EPROM manzil pinlaridagi qiymatlar bilan ifodalangan manzil dekodlanadi va bitta so'zli (odatda 8 bitli bayt) xotirani chiqish bufer kuchaytirgichlariga ulash uchun ishlatiladi. So'zning har bir biti tranzistor yoqilgan yoki o'chirilgan, o'tkazuvchan yoki o'tkazmaydigan bo'lishiga qarab 1 yoki 0 ga teng.
Dala effektli tranzistorning almashtirish holati tranzistorning boshqaruv eshigidagi kuchlanish bilan boshqariladi. Ushbu eshikda kuchlanish mavjudligi tranzistorda o'tkazgich kanalini yaratadi, uni yoqadi. Aslida suzuvchi eshikdagi saqlangan zaryad tranzistorning pol kuchlanishini dasturlashga imkon beradi.
Ma'lumotlarni xotirada saqlash uchun berilgan manzilni tanlash va tranzistorlarga yuqori voltaj berish kerak. Bu elektronlarning qor ko'chirilishini hosil qiladi, ular izolyatsion oksid qatlamidan o'tishi va eshik elektrodida to'planishi uchun etarli energiyaga ega. Yuqori kuchlanish chiqarilgach, elektronlar elektrodda ushlanib qoladi. Darvozani o'rab turgan kremniy oksidining izolyatsiyasi yuqori bo'lganligi sababli, saqlangan zaryad osongina oqishi mumkin emas va ma'lumotlar o'nlab yillar davomida saqlanib qolishi mumkin.

Dasturlash jarayoni elektr bilan qaytarib berilmaydi. Transistorlar massivida saqlangan ma'lumotlarni o'chirish uchun ultrabinafsha nurlari o'limga yo'naltiriladi. UV nurlarining fotonlari kremniy oksidi ichida ionlanishni keltirib chiqaradi, bu esa suzuvchi eshikdagi saqlangan zaryadning tarqalishiga imkon beradi. Butun xotira massivi ochiq bo'lganligi sababli, barcha xotira bir vaqtning o'zida o'chiriladi. Jarayon qulay o'lchamdagi ultrabinafsha lampalar uchun bir necha daqiqa davom etadi; quyosh nuri bir necha hafta ichida chipni va bir necha yil ichida ichki lyuminestsent yoritishni o'chirib tashlaydi. Odatda, EPROMlarni o'chirish uchun uskunadan olib tashlash kerak, chunki qismlarni o'chirib qo'yish uchun ultrabinafsha chiroqqa qurish odatiy emas. Elektr bilan o'chiriladigan dasturlash uchun o'qiladigan xotira (EEPROM) elektrni o'chirish funktsiyasini ta'minlash uchun ishlab chiqilgan va hozirda asosan ko'chirilgan ultrabinafsha o'chirilgan qismlarga ega.

Kvarts oynasini tayyorlash qimmat bo'lgani uchun OTP (bir martalik dasturlashtiriladigan) mikrosxemalar joriy qilindi; bu erda, matritsa shaffof bo'lmagan paketga o'rnatiladi, shuning uchun dasturlashdan keyin uni o'chirib bo'lmaydi - bu shuningdek o'chirish funktsiyasini sinab ko'rish zaruratini yo'q qiladi va narxni yanada pasaytiradi. Ikkala EPROM va EPROM asosidagi mikrokontrollerlarning OTP versiyalari ishlab chiqarilgan. Shu bilan birga, OTP EPROM (alohida yoki kattaroq chipning bir qismi) kichik o'lchamlar uchun tobora ko'proq EEPROM bilan almashtirilmoqda, bu erda hujayra narxi juda muhim emas va kattaroq o'lchamlar uchun yonib-o'chib turadi.

Dasturlashtirilgan EPROM o'z ma'lumotlarini kamida o'n yildan yigirma yilgacha saqlaydi, ko'pchilik 35 yoki undan ko'p yildan keyin ham ma'lumotlarni saqlab qoladi va umr bo'yi ta'sir qilmasdan cheksiz ko'p marta o'qish mumkin. O'chiriladigan oynani quyosh nuri yoki kameraning yonib turishi natijasida ultrabinafsha nurlari tasodifan yo'q qilinishini oldini olish uchun shaffof bo'lmagan yorliq bilan yopilgan bo'lishi kerak. Eski kompyuter BIOS chiplari ko'pincha EPROM-lar edi va o'chiriladigan oynada ko'pincha BIOS noshiri nomi, BIOS-ning qayta ko'rib chiqilishi va mualliflik huquqi to'g'risidagi bildirishnoma bo'lgan yopishtiruvchi yorliq bor edi. Ko'pincha bu yorliq ultrabinafsha nurlari uchun xira bo'lishini ta'minlash uchun folga bilan ta'minlangan.

EPROMni yo'q qilish 400 nm dan kam to'lqin uzunliklarida yuz bera boshlaydi. Xonadagi lyuminestsent yoritish uchun bir yoki uch yil davomida quyosh nurlari ta'sir qilish vaqti o'chirishga olib kelishi mumkin. Tavsiya etiladigan o'chirish protsedurasi 253,7 nm dan kamida 15 Vt / sm2 bo'lgan ultrabinafsha nurlar ta'sirida, odatda 20-30 daqiqada chiroq bilan taxminan 2,5 sm masofada bo'ladi.

O'chirish rentgen nurlari yordamida ham amalga oshirilishi mumkin:

Biroq, o'chirish elektrsiz usullar bilan amalga oshirilishi kerak, chunki eshik elektrodiga elektr orqali kirish mumkin emas. Paketlanmagan qurilmaning biron bir qismida ultrabinafsha nurlarining porlashi suzuvchi eshikdan silikon substratga qaytib fototokni keltirib chiqaradi va shu bilan eshikni zaryadsizlangan holatiga (fotoelektr effekti) tushiradi. Ushbu o'chirish usuli paketni muhrlashdan oldin kompleks xotira massivini to'liq sinovdan o'tkazishga va tuzatishga imkon beradi. Paket muhrlangandan so'ng, ma'lumotlar 5 * 104 raddan ortiq bo'lgan X nurlanishiga ta'sir qilish orqali o'chirilishi mumkin, tijorat rentgen generatorlari yordamida osonlikcha olinadigan doz.

Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, EPROMni o'chirish uchun avval uni rentgenlashtirib, so'ng 600 santigrat darajadagi pechga qo'yish kerak edi (rentgen nurlari keltirib chiqaradigan yarimo'tkazgich o'zgarishlarini yumshatish uchun). Ushbu jarayonning qismning ishonchliligiga ta'siri keng sinovlarni talab qilishi kerak edi, shuning uchun ular o'rniga derazani tanlashga qaror qilishdi.

EPROMlar cheklangan, ammo ko'p sonli o'chirish davrlariga ega; darvozalar atrofidagi kremniy dioksidi har bir tsikldagi zararni to'playdi va bu chipni bir necha ming tsikldan keyin ishonchsiz qiladi. EPROM dasturlash boshqa xotira shakllariga nisbatan sust. Yuqori zichlikdagi qismlar o'zaro bog'liqlik qatlamlari va eshik o'rtasida ozgina oksidga ega bo'lganligi sababli, ultrabinafsha o'chirish juda katta xotiralar uchun amaliy bo'lmaydi. Paket ichidagi chang ham ba'zi hujayralarni yo'q qilinishiga yo'l qo'ymaydi.