EEPROM是electrically erasable programmable read only memory的縮寫,是一種掉電也可以保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)芯片。EEPROM在很多場(chǎng)景中應(yīng)用,大多數(shù)RFID標(biāo)簽使用的存儲(chǔ)都是該芯片。
先說(shuō)一下MOS管,如果給柵極一個(gè)電壓,則源極和漏極導(dǎo)通,代表一個(gè)信號(hào);若不給柵極電壓,則不導(dǎo)通,代表另一個(gè)信號(hào)。初始的0-1概念源自于此。實(shí)際情況中,電壓可能大可能小,源極和漏極可能出現(xiàn)半導(dǎo)通狀態(tài),這時(shí)候則要進(jìn)行判斷,比如大于0.7就認(rèn)為是1,小于0.3則認(rèn)為是0。
mos管
EEPROM則是在MOS管的基礎(chǔ)上改變了柵極,具體做法是給柵極做了一個(gè)能容納電子的“牢籠”,向牢籠中注入一些電子,則改變柵極的狀態(tài),之前加電壓很容易讓源極漏極導(dǎo)通,現(xiàn)在因?yàn)檫@些電子的作用就不導(dǎo)通了。
帶電子“牢籠”的mos管
如上圖所示,在傳統(tǒng)MOS管的柵極插入一層多晶硅浮柵,浮柵周圍的氧化層和絕緣層將其與和電極隔離,因?yàn)殡娮韬芨撸胖械碾娮有孤斗浅B?,一般情況下可保持十年甚至更久,這就是電子“牢籠”。
萬(wàn)事俱備只欠東風(fēng),如何向牢籠中注入電子呢?這里涉及到量子力學(xué)的“隧穿效應(yīng)”,這個(gè)效應(yīng)指的是像電子等微觀粒子能夠穿入或穿越位勢(shì)壘的量子行為,盡管位勢(shì)壘的高度大于粒子的總能量。在經(jīng)典力學(xué)不可能發(fā)生的事情,在量子力學(xué)中可以實(shí)現(xiàn),所以向“牢籠”中注入或放出電子是可以實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)注入或放出的過(guò)程,對(duì)應(yīng)著我們的擦除或?qū)懭氩僮鳌?/p>
如上圖所示,源極和漏極接地,給柵極接大于12V的高壓,形成正向電場(chǎng),電子就能產(chǎn)生隧穿效應(yīng),穿過(guò)氧化層進(jìn)入牢籠。
以上是EEPROM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理,當(dāng)然還有很多問題是通過(guò)工藝和設(shè)計(jì)去實(shí)現(xiàn)的,比如怎么精確的控制電場(chǎng),不把相近位置的數(shù)據(jù)誤操作了?12V的電壓怎么得來(lái)?.....
但從中我們就能理解,數(shù)據(jù)能存多久,要看絕緣層牛不牛,絕緣效果好,就可以把電子鎖住更久的時(shí)間。這個(gè)在CP測(cè)試階段可以檢測(cè)出,好的可以讓數(shù)據(jù)保存20年甚至50年,不合格品可能10年都到不了。這就是為什么工業(yè)級(jí)標(biāo)簽可以號(hào)稱存放數(shù)據(jù)20年,30年,甚至50年了...是CP階段挑出來(lái)的,成本自然高。而便宜標(biāo)簽...呵呵,你們懂得。
第二就是數(shù)據(jù)表示,假如牢籠中有100個(gè)電子表示“1”,沒有電子表示“0”,牢籠中有50個(gè)電子怎么辦?49個(gè)怎么辦?51個(gè)怎么辦?這就需要寫入數(shù)據(jù)時(shí)有足夠的電壓,讓足夠多的電子產(chǎn)生隧穿效應(yīng),也就是能量要足夠;寫完后讀一下數(shù)據(jù)看看牢籠里面有多少個(gè)電子,比如大于75個(gè)代表“1”,小于25個(gè)代表“0”。若在25-75個(gè)電子之間,就要重新寫入。要求越嚴(yán)苛,數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確,哪怕丟一兩個(gè)電子也不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化。這,就是工業(yè)級(jí)....再想想普通的....呵呵,你們懂的。
以上是EEPROM的大概知識(shí),了解不全,也在努力學(xué)習(xí)中,希望一起探討。
以后,電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)不對(duì)了,至少有地方甩鍋....