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。

1.EPROM简介

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。
EPROM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。

EPROM简介

2.EPROM的工作原理

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: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。

EPROM的工作原理

3.EPROM的特点

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。

EPROM的特点