Постоянные запоминающие устройства (пзу): программируемые маской на основе диодов и моп транзисторов; пзу, однократно программируемые пользователем; репрограммируемые пзу.

ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.

ПЗУ, программируемые маской на основе диодов и МОП-транзисторов

В масочные ЗУ типа ROM(M) данные заносятся при изготовлении микросхем с помощью маски (шаблона) на завершающем этапе технологического процесса. Элементом памяти или связи между строками и столбцами могут быть полупроводниковые диоды, биполярные транзисторы, МОП-транзисторы и другие. В матрице с диодными элементами в узлах, символизирующих лог. 1, изготавливается полноценный диод, а в узлах, символизирующих лог. 0, присутствует неработоспособный диод. Это позволяет использовать один шаблон при изготовлении микросхемы и удешевить производство. Для матриц с МОП-транзисторами при изготовлении транзисторов, символизирующих лог. 0, увеличивают толщину подзатворного слоя. В таких транзисторах paбочее напряжение ЗУ не в состоянии открыть транзистор, что равноценно его отсутствию. Изменить данные в масочных ЗУ после их записи невозможно.

ПЗУ, однократно программируемые пользователем

Микросхемы программируемых ПЗУ по принципу построения и функционированию аналогичны маскированным ПЗУ, но имеют существенное отличие в том, что допускают программирование на месте своего применения пользователем. Матрица перед программированием (в исходном состоянии) содержит однородный массив перемычек, которые соединяют строки и столбцы во всех точках их пересечений. Перемычка – основной элемент для обеспечения хранения информации (при наличии перемычки цепь замкнута, ток течет – состояние лог. 1; при отсутствии перемычки или если она разорвана цепь так же разорвана, ток не течет – состояние лог. 0). Поэтому операция организации таких перемычек называется программированием ПЗУ. Пользователь в соответствии со своими потребностями может однократно «пережечь» перемычку, таким образом превратив лог. 1 в лог. 0.

Репрограммируемые ПЗУ

Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) – это ПЗУ, способные не только долго хранить информацию при отсутствии питания (энергонезависимые), но и позволяющие записывать на них новую информацию электрическим способом. Это свойство микросхемы имеют благодаря применению элементов памяти с возможностью управляемой перемычки.

Функции таких элементов памяти выполняют транзисторы со структурой МНОП (или транзисторы со структурой ЛИЗМОП – полупроводник с лавинной инжекцией заряда). Микросхемы РПЗУ подразделяют на две группы: стираемые электрическим сигналом (РПЗУ-ЭС) и стираемые УФ излучением (РПЗУ-УФ).

Элемент памяти со структурой МНОП представляет собой МОП-транзистор с индуцированным каналом n – или р – типа, имеющий двуслойный диэлектрик под затвором. Верхний слой сформирован из нитрида кремния, нижний — из оксида кремния, причем нижний слой значительно тоньше верхнего. Если к затвору относительно подложки приложить импульс напряжения положительной полярности с амплитудой 30-40 В, то под действием сильного электрического поля между затвором и подложкой электроны получат достаточную энергию, чтобы преодолеть тонкий диэлектрический слой и попасть на границу раздела двух диэлектриков.

Поскольку верхний слой имеет значительную толщину, то электроны не могут его пройти и накапливаются внутри подзатворного слоя. Накопленный под затвором заряд электронов снижает пороговое напряжение МНОП-транзистора. Состояние элемента памяти, содержащего под затвором заряд, соответствует лог. 1. Если же заряда нет – это лог. 0.

Процесс программирования микросхем РПЗУ-ЭС происходит в два этапа. На первом этапе стирают информацию во всех МНОП - элементах памяти. Для этого импульсом напряжения отрицательной полярности, прикладываемым на затвор относительно подложки, с амплитудой 30-40 В электроны вытесняются из подзатворного диэлектрика в подложку. Следовательно, после стирания информации элемент памяти принимает состояние лог. 0. На втором этапе уже в нужные элементы памяти производят запись напряжением положительной полярности.

 

24. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Структурная схема, назначение, основные параметры, типы. Процессы дискретизации, квантования и кодирования сигнала. Принципиальная схема АЦП прямого преобразования.

Аналого-цифровые преобразователи – преобразователи входной физической величины в ее числовое представление (преобразователи аналогового сигнала в цифровой).

Структурная схема АЦП прямого преобразования: