闪存芯片的冷知识

闪存芯片不带电存储数据的原理

闪存芯片是一种非易失性的存储器，即它可以在断电后保持数据不丢失。闪存芯片的核心部分是浮栅晶体管（Floating Gate Transistor），它是一种特殊的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），它有两个栅极（Gate），一个是控制栅（Control Gate），另一个是浮栅（Floating Gate），浮栅位于控制栅和沟道（Channel）之间，被绝缘层包裹，可以储存电荷。

浮栅晶体管的工作原理是利用热电子注入（Hot Electron Injection）和福勒-诺德海姆隧穿（Fowler-Nordheim Tunneling）两种物理效应来实现数据的写入和擦除。热电子注入是指在给控制栅和源极（Source）施加高电压时，沟道中的电子会被加速并获得足够的能量，从而穿透绝缘层并注入到浮栅中，使浮栅带负电荷；福勒-诺德海姆隧穿是指在给控制栅施加负电压时，浮栅中的电子会通过量子隧穿效应穿透绝缘层并返回到沟道中，使浮栅失去电荷。

通过控制热电子注入和福勒-诺德海姆隧穿的过程，可以实现数据的写入和擦除。当浮栅带负电荷时，它会抵消控制栅施加的正电压，使沟道无法形成导通通道，此时浮栅晶体管处于关闭状态，表示数据“0”；当浮栅不带电荷时，它不会影响控制栅施加的正电压，使沟道形成导通通道，此时浮栅晶体管处于开启状态，表示数据“1”。

由于浮栅被绝缘层包裹，即使断电后，它也可以保持其电荷状态不变，从而实现非易失性的存储。而且，由于闪存芯片没有机械运动的部分，只需要通过改变电压来控制数据的读写，所以它具有更高的速度和更低的功耗。

热电子注入

热电子注入（Hot Electron Injection）是一种物理效应，它是指在给半导体器件施加高电压时，其中的电子会被加速并获得足够的能量，从而穿透绝缘层并注入到另一个区域中，改变该区域的电荷状态。
热电子注入的原理可以用下图来说明，它是一个浮栅晶体管（Floating Gate Transistor）的示意图，它是一种特殊的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），它有两个栅极（Gate），一个是控制栅（Control Gate），另一个是浮栅（Floating Gate），浮栅位于控制栅和沟道（Channel）之间，被绝缘层包裹，可以储存电荷。

当给控制栅和源极（Source）施加高电压时，沟道中的电子会被加速并获得足够的能量，从而穿透绝缘层并注入到浮栅中，使浮栅带负电荷。这样，就实现了数据的写入，因为浮栅中的电荷状态可以表示数据“0”或“1”。

热电子注入是一种非易失性的存储方式，即它可以在断电后保持数据不丢失。这是因为浮栅被绝缘层包裹，即使断电后，它也可以保持其电荷状态不变。

福勒-诺德海姆隧穿

福勒-诺德海姆隧穿（Fowler-Nordheim Tunneling）是一种量子力学效应，它是指在给半导体器件施加高电场时，其中的电子会通过量子隧穿效应穿透绝缘层并到达另一个区域，改变该区域的电荷状态。

福勒-诺德海姆隧穿的原理可以用下图来说明，它是一个浮栅晶体管（Floating Gate Transistor）的示意图，它是一种特殊的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），它有两个栅极（Gate），一个是控制栅（Control Gate），另一个是浮栅（Floating Gate），浮栅位于控制栅和沟道（Channel）之间，被绝缘层包裹，可以储存电荷。

当给控制栅施加负电压时，浮栅和沟道之间会形成一个高电场，这个电场会使浮栅中的电子获得一定的动能，从而有一定的概率穿透绝缘层并返回到沟道中，使浮栅失去电荷。这样，就实现了数据的擦除，因为浮栅中的电荷状态可以表示数据“0”或“1”。

福勒-诺德海姆隧穿是一种非易失性的存储方式，即它可以在断电后保持数据不丢失。这是因为浮栅被绝缘层包裹，即使断电后，它也可以保持其电荷状态不变。

外部磁场能否影响闪存数据

闪存芯片是一种利用浮栅晶体管来存储数据的非易失性存储器，它的工作原理是利用热电子注入和福勒-诺德海姆隧穿两种物理效应来实现数据的写入和擦除，即通过改变浮栅中的电荷状态来表示数据“0”或“1”。

磁场是一种物理现象，它是由电流或磁性物质产生的，它可以对带电粒子或磁性物质产生力的作用，从而改变它们的运动状态或方向。

磁场对闪存芯片的影响，主要取决于磁场的强度和方向，以及闪存芯片的结构和材料。一般来说，磁场对闪存芯片的影响有以下几种可能：

• 如果磁场很弱，或者与闪存芯片的平面垂直，那么磁场对闪存芯片几乎没有影响，因为磁场不会对浮栅中的电荷产生明显的作用，也不会对浮栅晶体管的工作产生干扰。
• 如果磁场较强，或者与闪存芯片的平面平行，那么磁场可能会对闪存芯片产生一定的影响，因为磁场可能会对浮栅中的电荷产生一些力的作用，从而改变浮栅中的电荷分布，或者导致一些电荷泄漏或注入；同时，磁场也可能会对浮栅晶体管的工作产生一些干扰，从而影响其导通或关闭状态。
• 如果磁场非常强，或者与闪存芯片的平面成一定角度，那么磁场可能会对闪存芯片造成严重的影响，因为磁场可能会对浮栅中的电荷产生很大的力的作用，从而使浮栅中的电荷大量地泄漏或注入；同时，磁场也可能会对浮栅晶体管的工作造成很大的干扰，从而使其无法正常地导通或关闭。

因此，可以说，使用磁场影响闪存芯片是否会造成数据损坏，取决于磁场和闪存芯片之间的相对位置和大小。如果磁场很小或垂直于闪存芯片，则不会造成数据损坏；如果磁场较大或平行于闪存芯片，则可能会造成数据损坏；如果磁场非常大或成角度于闪存芯片，则很可能会造成数据损坏。