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存储技术相关技术文章简述闪存的工作原理及存储和记录数据
手机和固态硬盘中用来存储数据的NAND闪存问世于1987年,首次量产则是在4年之后。当年的东芝闪存部门如今已经成为新的KIOXIA铠侠,不过NAND闪存的工作原理至今没有发生太多的变化。
在每个闪存芯片中都有海量的存储单元,下图是一个闪存存储单元示意图,从上到下分别是控制栅极(Control Gate)、氧化层、浮栅层(Floating Gate)、隧道氧化层和衬底(Substrate)。左侧是源级(Sources)右侧是漏级(Drain),电流只能从源级向漏级单向传导。
闪存记录数据的关键在于浮栅层,当其中被充满电子时是已编程(写入)状态,代表二进制0;当其中没有电子时是已擦除状态,代表二进制1。
上面的这个0和1的逻辑听起来有些颠倒,不过当你了解到闪存的读取原理后就会觉得这样才是对的:源级到漏级之间没有电流(0),说明浮栅中有电子。
当源级到漏级之间有电流(1),说明浮栅里没有电子。
以上就是从闪存中读取数据的原理,往复杂了说它涉及到MOS管等复杂的半导体知识,但是如果朝简单的方向理解,我们也能轻松理解闪存表达数据的原理。
接下来是向闪存单元中写入数据的方法:在控制栅极和漏级之间施加一个20V高电压,就可以引发量子隧道效应,使电子进入到浮栅层中。由于氧化隧道层的绝缘效果,进入到浮栅层的电子不容易流失掉,所以闪存可以在断电后继续保留数据。