计算机原理eprom,EPROM

EPROM由以色列工程师Dov Frohman发明，是一种断电后仍能保留数据的计算机储存芯片——即非易失性的(非挥发性)。它是一组浮栅晶体管，被一个提供比电子电路中常用电压更高电压的电子器件分别编程。一旦编程完成后，EPROM只能用强紫外线照射来擦除。通过封装顶部能看见硅片的透明窗口，很容易识别EPROM，这个窗口同时用来进行紫外线擦除。可以将EPROM的玻璃窗对准阳光直射一段时间就可以擦除。

中文名

可擦除可编程只读存储器

外文名

Erasable Programmable Read-Only Memory简    称

EPROM

类    别

计算机储存器

发明者

Dov Frohman

EPROM简介

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EPROM是一种具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程的ROM内存，写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别，其封装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住， 以防止遭到阳光直射。

EPROMEPROM芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压(VPP=12~24V，随不同的芯片型号而定)。EPROM的型号是以27开头的，如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。 EPROM芯片在空白状态时(用紫外光线擦除后)，内部的每一个存储单元的数据都为1(高电平)注：0为低电平[1]

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EPROM特点

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EPROM的编程需要使用编程器完成。编程器是用于产生EPROM编程所需要的高压脉冲信号的装置。编程时将EPROM的数据送到随机存储器中，然后启动编程程序，编程器便将数据逐行地写入EPROM中。

一片编程后的EPROM，可以保持其数据大约10～20年，并能无限次读取。擦除窗口必须保持覆盖，以防偶然被阳光擦除。老式电脑的BIOS芯片，一般都是EPROM，擦除窗口往往被印有BIOS发行商名称、版本和版权声明的标签所覆盖。EPROM已经被EEPROM取代(电擦除只读寄存器)。

一些在快闪记忆体出现前生产的微控制器，使用EPROM来储存程序的版本，以利于程式开发；如使用一次性可编程器件，在调试时将造成严重浪费[2]

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EPROM工作原理

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双层栅结构(图一)EPROM是可编程器件，主流产品是采用双层栅(二层poly)结构，主要结构如图一所示。

浮栅中没有电子注入时，在控制栅加电压时，浮栅中的电子跑到上层，下层出现空穴.

由于感应，便会吸引电子，并开启沟道.

如果浮栅中有电子的注入时，即加大的管子的阈值电压，

沟道处于关闭状态.这样就达成了开关功能。

EPROM的写入过程(图二)

如图二所示，这是EPROM的写入过程，在漏极加高压，电子从源极流向漏极沟道充分开启.在高压的作用下，电子的拉力加强，能量使电子的温度极度上升，变为热电子(hot electrON).这种电子几乎不受原子的振动作用引起的散射，在受控制栅的施加的高压时，热电子使能跃过SiO2的势垒，注入到浮栅中.

在没有别的外力的情况下，电子会很好的保持着.在需要消去电子时，利用紫外线进行照射，给电子足够的能量，逃逸出浮栅。

EEPROM的写入过程，是利用了隧道效应，即能量小于能量势垒的电子能够穿越势垒到达另一边.

量子力学认为物理尺寸与电子自由程相当时，电子将呈现波动性，这里就是表明物体要足够的小.

就pn结来看，当p和n的杂质浓度达到一定水平时，并且空间电荷极少时，电子就会因隧道效应向导带迁移.

电子的能量处于某个级别允许级别的范围称为"带"，较低的能带称为价带，较高的能带称为导带.

电子到达较高的导带时就可以在原子间自由的运动，这种运动就是电流。

EEPROM写入过程，根据隧道效应，包围浮栅的SiO2，必须极薄以降低势垒。

源漏极接地，处于导通状态.在控制栅上施加高于阈值电压的高压，以减少电场作用，吸引电子穿越。

EPROMEEROM和EPROM的区别

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EPROM就是Erasable Programmable Read Only Memory，中文含意为“可擦除可编程只读存储器”。它是一种可重写的存储器芯片，并且其内容在掉电的时候也不会丢失。换句话说，它是非易失性的。它通过EPROM编程器进行编程，EPROM编程器能够提供比正常工作电压更高的电压对EPROM编程。一旦经过编程，EPROM只有在强紫外线的照射下才能够进行擦除。为了进行擦除，EPROM的陶瓷封装上具有一个小的石英窗口，这个石英窗口一般情况下使用不透明的粘带覆盖，当擦除时将这个粘带揭掉，然后放置在强紫外线下大约20分钟。主要IC有27XX系列和27CXX系列。

EEPROM就是electrically erasable， programmable， read-only,是一种电可擦除可编程只读存储器，并且其内容在掉电的时候也不会丢失。在平常情况下，EEPROM与EPROM一样是只读的，需要写入时，在指定的引脚加上一个高电压即可写入或擦除，而且其擦除的速度极快！通常EEPROM芯片又分为串行EEPROM和并行EEPROM两种，串行EEPROM在读写时数据的输入/输出是通过2线、3线、4线或SPI总线等接口方式进行的，而并行EEPROM的数据输入/输出则是通过并行总线进行的。 主要IC有28XX系列[3]

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词条图册

更多图册

参考资料

1.

郗泽潇. 半浮栅晶体管将引发芯片革命[J]. 电子产品可靠性与环境试验, 2014(6):20-20.

2.

中国科技网. 我国研发出世界首个半浮栅晶体管[J]. 中国材料进展, 2013(8):14-14.

3.

黄辛. 中国科学家研制出首个半浮栅晶体管[J]. 真空电子技术, 2013(4):46-46.