您现在的位置: 什么是 >> 电脑通讯 >>  文章正文
什么是Flash Memory存储器
作者:佚名 来源:网络 点击数: 日期:2010-1-20

Q:什么是Flash Memory存储器?Flash Memory存储器是什么意思?

新型半导体存储器是闪速存储器(Flash Memory),它的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息。就其本质而言,Flash Memory属于EEPROM(电擦除可编程只读存储器)类型。它既有ROM的特点,又有很高的存取速度,而且易于擦除和重写, 功耗很小。目前其集成度已达4MB,同时价格也有所下降。

由于Flash Memory的独特优点,如在一些较新的主板上采用Flash ROM BIOS,会使得BIOS 升级非常方便。 Flash Memory可用作固态大容量存储器。目前普遍使用的大容量存储器仍为硬盘。硬盘虽有容量大和价格低的优点,但它是机电设备,有机械磨损,可靠性及耐用性相对较差,抗冲击、抗振动能力弱,功耗大。因此,一直希望找到取代硬盘的手段。由于Flash Memory集成度不断提高,价格降低,使其在便携机上取代小容量硬盘已成为可能。 目前研制的Flash Memory都符合PCMCIA标准,可以十分方便地用于各种便携式计算机中以取代磁盘。当前有两种类型的PCMCIA卡,一种称为Flash存储器卡,此卡中只有Flash Memory芯片组成的存储体,在使用时还需要专门的软件进行管理。另一种称为Flash驱动卡,此卡中除Flash芯片外还有由微处理器和其它逻辑电路组成的控制电路。它们与IDE标准兼容,可在DOS下象硬盘一样直接操作。因此也常把它们称为Flash固态盘。 Flash Memory不足之处仍然是容量还不够大,价格还不够便宜。因此主要用于要求可靠性高,重量轻,但容量不大的便携式系统中。在586微机中已把BIOS系统驻留在Flash存储器中。

MRAM

Magnetoresistive Random Access Memory ,简称:MRAM,中文:磁性随机存储器

磁性随机存储器是正在开发阶段的,基于半导体(1T)和磁通道(magnetic tunnel junction-MTJ)技术的固态存储介质,属于非挥发性芯片。主要开发厂商有IBM、Infineon(英飞凌)、Cypress和Motorola(摩托罗拉)。其擦写次数高于现有的Flash存储器,可达1015,读写时间可达70nS。

一、flash存储器原理

经典物理学认为,物体越过势垒,有一阈值能量;粒子能量小于此能量则不能越过,大于此能量则可以越过。例如骑自行车过小坡,先用力骑,如果坡很低,不蹬自行车也能靠惯性过去。如果坡很高,不蹬自行车,车到一半就停住,然后退回去。

量子力学则认为,即使粒子能量小于阈值能量,很多粒子冲向势垒,一部分粒子反弹,还会有一些粒子能过去,好象有一个隧道,称作“量子隧道(quantum tunneling)”。

可见,宏观上的确定性在微观上往往就具有不确定性。虽然在通常的情况下,隧道效应并不影响经典的宏观效应,因为隧穿几率极小,但在某些特丁的条件下宏观的隧道效应也会出现。

二、flash存储器原理之发现者

1957年,受雇于索尼公司的江崎玲於奈(Leo Esaki,1940~)在改良高频晶体管2T7的过程中发现,当增加PN结两端的电压时电流反而减少,江崎玲於奈将这种反常的负电阻现象解释为隧道效应。此后,江崎利用这一效应制成了隧道二极管(也称江崎二极管)。

1960年,美裔挪威籍科学家加埃沃(Ivan Giaever,1929~)通过实验证明了在超导体隧道结中存在单电子隧道效应。在此之前的1956年出现的“库珀对”及BCS理论被公认为是对超导现象的完美解释,单电子隧道效应无疑是对超导理论的一个重要补充。

1962年,年仅20岁的英国剑桥大学实验物理学研究生约瑟夫森(Brian David Josephson,1940~)预言,当两个超导体之间设置一个绝缘薄层构成SIS(Superconductor-Insulator-Superconductor)时,电子可以穿过绝缘体从一个超导体到达另一个超导体。约瑟夫森的这一预言不久就为P.W.安德森和J.M.罗厄耳的实验观测所证实——电子对通过两块超导金属间的薄绝缘层(厚度约为10埃)时发生了隧道效应,于是称之为“约瑟夫森效应”。

宏观量子隧道效应确立了微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而穿透绝缘层,使器件无法正常工作。因此,宏观量子隧道效应已成为微电子学、光电子学中的重要理论。

三、flash存储器原理之应用

闪存

闪存的存储单元为三端器件,与场效应管有相同的名称:源极、漏极和栅极。栅极与硅衬底之间有二氧化硅绝缘层,用来保护浮置栅极中的电荷不会泄漏。采用这种结构,使得存储单元具有了电荷保持能力,就像是装进瓶子里的水,当你倒入水后,水位就一直保持在那里,直到你再次倒入或倒出,所以闪存具有记忆能力。

flash存储器工作原理

与场效应管一样,闪存也是一种电压控制型器件。NAND型闪存的擦和写均是基于隧道效应,电流穿过浮置栅极与硅基层之间的绝缘层,对浮置栅极进行充电(写数据)或放电(擦除数据)。而NOR型闪存擦除数据仍是基于隧道效应(电流从浮置栅极到硅基层),但在写入数据时则是采用热电子注入方式(电流从浮置栅极到源极)。

四、flash存储器原理之场效应管工作原理

场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件,具有输入电阻高(108~109Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

发表评论
昵 称:
评 分: 非常差 很差 一般 很好 非常好
评论内容(至少5个字0/5000)
同时发布到QQ微博 同时发布到新浪微博
标签云