一文解析EEPROM和EPROM存储器


原标题:一文解析EEPROM和EPROM存储器
EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)和EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)都是非易失性存储器,能够在断电后保留数据。然而,它们在结构、工作原理和应用方面存在一些显著的差异。以下是对EEPROM和EPROM存储器的详细解析:
一、EEPROM存储器
结构与工作原理
EEPROM内部常用的结构是FLOTOX管(Floating Gate Tunneling Oxide MOS管),即浮栅隧道氧化层晶体管。它利用“F-N隧道效应(Fowler-Nordheim tunneling)”来进行数据的“擦除”和“写入”操作。简单来说,存储的“1”或“0”是通过控制浮栅上的电子来实现的。每个FLOTOX管都与一个选通管配对,以防止存储单元之间的相互影响。
在写入数据时,向控制栅施加一个较高的正电压脉冲,使电子从源极通过隧道效应注入到浮栅中,增加浮栅上的负电荷量,降低晶体管的阈值电压,使晶体管在较低的栅极电压下就能导通。这种状态被解释为存储了“1”或“0”(取决于具体的电路设计)。在擦除数据时,向控制栅施加一个较高的负电压脉冲,使浮栅上的电子通过隧道效应隧穿回源极,减少浮栅上的负电荷量,增加晶体管的阈值电压,使晶体管在较高的栅极电压下才能导通。
特点
电可擦除和可编程:EEPROM可以通过电子信号来擦除和重新编程数据,无需借助外部设备。
高可靠性:EEPROM的擦写次数通常较高,可以达到10万至100万次,因此具有较高的可靠性。
广泛的应用领域:EEPROM常用于存储配置参数、校准数据、固件更新等关键信息,在嵌入式系统、消费电子、工业自动化、汽车电子和医疗设备等领域都有广泛应用。
二、EPROM存储器
结构与工作原理
EPROM也是基于浮栅晶体管技术的存储器。它通过EPROM编程器进行编程,编程器能够提供比正常工作电压更高的电压对EPROM编程。一旦经过编程,EPROM只有在强紫外线的照射下才能够进行擦除。
EPROM芯片通常具有一个透明的窗口,以便紫外线能够照射到芯片内部进行擦除操作。擦除时,需要将芯片放置在强紫外线下照射一段时间(如20分钟),然后使用不透光的贴纸或胶布封住窗口,以防止数据意外擦除。
特点
可擦写性:EPROM可以重复擦写和编程,解决了PROM(可编程只读存储器)只能写入一次的弊端。
非易失性:EPROM在断电后仍能保留数据。
编程和擦除方式:EPROM的编程需要使用编程器完成,而擦除则需要通过紫外线照射进行。这种操作方式相对繁琐,且擦除窗口需要保持覆盖以防偶然被阳光擦除。
应用领域:EPROM常用于单片机开发应用中的程序存储器,以及需要存储固定程序和数据的场合。然而,随着EEPROM和闪存等新型存储器的发展,EPROM的使用逐渐减少。
三、EEPROM与EPROM的比较
擦写方式 | 电擦除和可编程 | 紫外线擦除和可编程 |
擦写次数 | 较高(10万至100万次) | 较高(但擦写过程相对繁琐) |
编程方式 | 通过电子信号进行编程 | 需要使用编程器进行编程 |
应用领域 | 广泛应用于嵌入式系统、消费电子等领域 | 常用于单片机开发应用中的程序存储器 |
数据保留 | 断电后数据仍然保留 | 断电后数据仍然保留 |
综上所述,EEPROM和EPROM都是非易失性存储器,具有各自的特点和应用领域。EEPROM以其电可擦除和可编程性、高可靠性以及广泛的应用领域而备受青睐;而EPROM则因其编程和擦除方式相对繁琐而逐渐被新型存储器所取代。在选择存储器时,需要根据具体的应用需求和场景来选择合适的类型。
责任编辑:David
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