Como a Memória Flash Funciona: Operação
A operação de memória flash funciona em torno do princípio de portões flutuantes e tunelamento Fowler-Nordheim.
________________________________________
Tutorial de Memória Flash Inclui:
O que é a tecnologia de memória Flash | Como a memória Flash funciona | Vida útil e confiabilidade da memória Flash | Guia de compra de cartão de memória
Tipos de memória:
Tipos e tecnologias de memória | DRAM | EEPROM | Flash | FRAM | MRAM | Memória de mudança de fase | SDRAM | SRAM
_______________________________
Como todas as formas de memória semicondutora e outras tecnologias eletrônicas, ajuda a entender como funciona a memória Flash.
De fato, a operação da tecnologia de memória Flash é muito semelhante à da antiga tecnologia EPROM que caiu em desuso, mas os conceitos são muito semelhantes, embora o Flash opere de maneira muito mais conveniente.
Noções básicas de operação de memória flash
A memória flash é capaz de fornecer memória de alta densidade porque requer apenas alguns componentes para compor cada célula de memória. De fato, a estrutura da célula de memória é muito semelhante à EPROM.
Cada célula de memória Flash consiste no canal básico com os eletrodos de fonte e dreno separados pelo canal com cerca de 1 µm de comprimento. Acima do canal na célula de memória Flash há um portão flutuante que é separado do canal por uma camada de óxido extremamente fina que normalmente tem apenas 100 Å de espessura. É a qualidade dessa camada que é crucial para a operação confiável da memória.
Acima do portão flutuante está o portão de controle. Isso é usado para carregar a capacitância do gate durante o ciclo de gravação.
No caso das EPROMs tradicionais, esses chips de memória são apagados pela aplicação de luz ultravioleta. Para acomodar isso, esses dispositivos de memória têm uma janela translúcida que pode ser exposta à luz ultravioleta. No entanto, esse processo leva mais de vinte minutos. Também exige que o chip de memória seja removido de seu circuito e colocado em uma borracha especial onde a luz ultravioleta pode ser contida.
A célula de memória Flash funciona armazenando carga no portão flutuante. A presença de carga determinará se o canal conduzirá ou não. Durante o ciclo de leitura, um “1” na saída corresponde ao canal em sua baixa resistência ou estado ON.
A programação da célula de memória Flash é um pouco mais complicada e envolve um processo conhecido como injeção de elétrons quentes. Ao programar o portão de controle é conectado a uma “tensão de programação”. O dreno verá uma tensão de cerca de metade desse valor enquanto a fonte estiver no solo. A tensão na porta de controle é acoplada à porta flutuante através do dielétrico, elevando a porta flutuante para a tensão de programação e invertendo o canal abaixo. Isso faz com que os elétrons do canal tenham uma velocidade de deriva mais alta e maior energia cinética.
As colisões entre os elétrons energéticos e a rede cristalina dissipam o calor que aumenta a temperatura do silício. Na tensão de programação, descobriu-se que os elétrons não podem transferir sua energia cinética para os átomos circundantes com rapidez suficiente e eles se tornam “mais quentes” e se espalham mais longe, muitos em direção à camada de óxido. Esses elétrons superam os 3,1 eV (elétron-volts) necessários para vencer a barreira e se acumulam no portão flutuante. Como não há como escapar, eles permanecem lá até serem removidos por um ciclo de apagamento.
O ciclo de apagamento da memória Flash usa um processo chamado tunelamento Fowler-Nordheim. O processo é iniciado roteando a tensão de programação para a fonte, aterrando a porta de controle e deixando o dreno flutuando. Nesta condição, os elétrons são atraídos para a fonte e eles saem do portão flutuante, passando pela fina camada de óxido. Isso deixa o portão flutuante sem carga.
Geralmente o processo de apagamento é feito para durar apenas alguns milissegundos. Ao concluir, cada célula de memória Flash no bloco é verificada para garantir que foi completamente apagada. Se não, um segundo ciclo de apagamento é iniciado.
Memória Flash de programação
Nos primórdios das memórias flash, um dos fatores limitantes em sua aceitação era o tópico da programação da memória Flash, porque elas tinham um número limitado de ciclos de programa de apagamento. Isso foi causado pela quebra destrutiva da fina camada de óxido do portão. Alguns dos primeiros exemplos de memórias flash tinham apenas algumas centenas de ciclos. Agora, a tecnologia de memória Flash foi amplamente aprimorada e os fabricantes citam números que significam que a vida útil da memória Flash não é mais uma preocupação.
A maior parte dessa melhoria na memória Flash foi provocada pela melhoria da qualidade da camada de óxido. Quando amostras de chips de memória flash têm uma vida útil menor, isso geralmente é causado pelo fato de o processo de fabricação não ser otimizado para o crescimento do óxido. Agora programar a memória Flash não é um problema e ao usar a memória Flash os chips não são, dentro do razoável, tratados como itens com vida útil limitada.
Acesso à memória flash
A memória flash é diferente da maioria dos outros tipos de memória eletrônica porque, embora a leitura de dados possa ser realizada em endereços individuais em certos tipos de memória flash, as atividades de exclusão e gravação só podem ser executadas em um bloco de uma memória flash. Um tamanho de bloco típico será 64, 128 ou 256 kB. Para acomodar isso, o software de controle de baixo nível usado para controlar as memórias Flash precisa levar isso em consideração se as operações de leitura e gravação forem executadas corretamente.
A tecnologia de memória flash é capaz de fornecer uma forma de memória de altíssima densidade, que hoje em dia é muito confiável e pode ser usada para o armazenamento de dados para uma variedade de finalidades – tudo, desde cartões de memória Flash, cartões de memória de câmeras até o equivalente a discos rígidos unidades em computadores.
____________________________
Retorne ao menu Componentes Eletrônicos
A Raisa distribui equipamentos para soldagem e para teste e medição há mais de 30 anos! Considere explorar algumas das nossa principais categorias através do menu abaixo:
0 Comentários