EPROM

EPROM
EPROM: Texas Instruments TMS27C040은 4메가비트의 스토리지와 8비트 출력을 갖춘 CMOS 칩(600밀리 세라믹 듀얼인라인 패키지로 표시)입니다.TMS27C040은 5V에서 작동하지만 13V로 [1]프로그래밍해야 합니다.
EEPROM과 혼동하지 마십시오.
컴퓨터 메모리 및 데이터 스토리지 유형
일반
휘발성
들이받다
이력
비휘발성
ROM
NVRAM
초기 NVRAM
아날로그 녹음
옵티컬
개발 중
이력

EPROM(희귀한 EROM) 또는 소거 가능한 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(PROM)는, 전원 장치가 오프 되어도 데이터를 보관 유지하는 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(PROM)의 일종입니다.전원을 껐다가 다시 켠 후 저장된 데이터를 검색할 수 있는 컴퓨터 메모리를 비휘발성 메모리라고 합니다.디지털 회로에 일반적으로 사용되는 전압보다 높은 전압을 공급하는 전자 장치에 의해 개별적으로 프로그래밍된 플로팅 게이트 트랜지스터 배열입니다.EPROM을 프로그램한 후에는 강한 자외선에 노출시킴으로써 EPROM을 지울 수 있습니다(수은증기 램프 등).EPROM은 패키지 상단에 있는 투명 용융 석영(또는 이후 모델 수지) 창으로 쉽게 식별할 수 있으며, 이 창을 통해 실리콘 칩이 보이고 [2]소거 시 자외선에 노출될 수 있습니다.

작동

인텔 1702A EPROM, 초기 EPROM 타입 중 하나(1971년), 256 x 8 비트.작은 석영창은 자외선 소거가 가능합니다.

EPROM 메모리 셀의 개발은 트랜지스터의 게이트 연결이 끊어진 집적회로의 결함 조사로부터 시작되었다.이러한 절연 게이트에 저장된 전하가 임계값 전압을 변경합니다.

1960년 벨 연구소에서 모하메드 아탈라와 다원 칸이 MOSFET(금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터)를 발명한 데 이어 프랭크 완라스는 1960년대 초 MOSFET 구조를 연구했다.1963년, 그는 산화물을 통해 게이트로 전하가 이동하는 것을 주목했다.그는 그것을 추구하지 않았지만, 이 아이디어는 나중에 EPROM [3]테크놀로지의 기반이 되었다.

1967년 Bell Labs의 Dawon Kahng과 Simon Min Sze는 MOSFET의 플로팅 게이트를 재프로그래밍 가능한 ROM(읽기 전용 메모리)[4]의 셀에 사용할 수 있다고 제안했습니다.인텔의 도브 프로만은 이를 바탕으로 1971년 [4]EPROM을 발명해 1972년 미국 특허 366만6819건을 획득했다.Frohman은 1971년에 [4]인텔에 의해 발표된 2048비트 EPROM인 인텔 1702를 설계했습니다.

EPROM의 각 저장 위치는 단일 전계효과 트랜지스터로 구성됩니다.각 전계효과 트랜지스터는 디바이스의 반도체 본체 내의 채널로 구성된다.소스 접점과 드레인 접점은 채널 끝 부분에 있습니다.산화물의 절연층을 채널 상에 성장시킨 후 도전성(실리콘 또는 알루미늄) 게이트 전극을 퇴적하고 게이트 전극 위에 산화물의 더 두꺼운 층을 퇴적한다.플로팅 게이트 전극은 집적회로의 다른 부분과 연결되어 있지 않으며 주변 산화물 층에 의해 완전히 절연됩니다.제어 게이트 전극을 퇴적하고,[5] 한층 더 산화물을 덮는다.

EPROM에서 데이터를 가져오기 위해 EPROM의 주소 핀 값으로 나타나는 주소가 디코딩되어 출력 버퍼 앰프에 스토리지의 1워드(통상 8비트바이트)를 연결하기 위해 사용됩니다.워드의 각 비트는 스토리지 트랜지스터가 켜지거나 꺼지거나 전도 또는 비전도 상태에 따라 1 또는 0입니다.

플로팅 게이트 트랜지스터의 단면

전계 효과 트랜지스터의 전환 상태는 트랜지스터의 컨트롤 게이트 전압에 의해 제어됩니다.이 게이트에 전압이 존재하면 트랜지스터에 전도성 채널이 생성되어 전원이 켜집니다.실제로 플로팅 게이트에 저장된 전하를 통해 트랜지스터의 임계값 전압을 프로그래밍할 수 있습니다.

메모리에 데이터를 저장하려면 주어진 주소를 선택하고 트랜지스터에 더 높은 전압을 인가해야 합니다.이는 절연 산화층을 통과하여 게이트 전극에 축적되는 충분한 에너지를 가진 전자의 눈사태 방전을 생성합니다.고전압이 제거되면 전자는 [6]전극에 갇힙니다.게이트를 둘러싼 산화실리콘의 절연값이 높기 때문에 축적된 전하가 쉽게 누출되지 않고 데이터를 수십 년 동안 유지할 수 있다.

프로그래밍 프로세스는 전기적으로 되돌릴 수 없습니다.트랜지스터 배열에 저장된 데이터를 지우기 위해 자외선을 다이 위로 보냅니다.자외선의 광자는 실리콘 산화물 내에서 이온화를 일으켜 부유 게이트에 저장된 전하가 소멸되도록 합니다.메모리 어레이 전체가 노출되기 때문에 모든 메모리가 동시에 지워집니다.이 과정은 편리한 크기의 UV 램프의 경우 몇 분 정도 소요됩니다. 햇빛은 몇 주 안에 칩을 지우고 실내 형광등은 몇 [7]년 동안 계속됩니다.일반적으로 회로 내의 부품을 소거하기 위해 UV 램프를 내장하는 것은 실용적이지 않기 때문에 EPROM은 소거 대상 기기에서 분리해야 합니다.EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)은 전기적 소거 기능을 제공하기 위해 개발되었으며, 현재는 대부분 자외선 소거 부품을 대체했습니다.

세부 사항

ATMel AT27C010 - OTP EPROM

석영창을 만드는 데 비용이 많이 들기 때문에 OTP(One-Time Programmable) 칩이 도입되었습니다.여기서 다이(Die)는 불투명한 패키지에 마운트되어 프로그래밍 후에도 지울 수 없습니다.이로 인해 소거 기능을 테스트할 필요가 없어져 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.EPROM과 EPROM 기반의 마이크로 컨트롤러의 OTP 버전이 제조됩니다.그러나 OTP EPROM(별도의 칩이든 큰 칩의 일부이든)은 셀 비용이 그다지 중요하지 않은 작은 사이즈의 EEPROM과 큰 사이즈의 플래시로 점차 대체되고 있습니다.

프로그래밍된 EPROM은 최소 10년에서 20년 [8]동안 데이터를 보관하며, 많은 수가 35년 이상 지난 후에도 데이터를 보관하며, 수명에 영향을 주지 않고 무제한으로 읽을 수 있습니다.지우기 창은 햇빛이나 카메라 플래시에서 발견되는 UV에 의해 실수로 지워지지 않도록 불투명한 라벨로 덮어 두어야 합니다.오래된 PC의 BIOS 칩은 EPROM이었고, 소거창에는 BIOS 퍼블리셔 이름, BIOS 리비전 및 저작권 공지가 기재된 접착 라벨이 붙어 있는 경우가 많았습니다.종종 이 라벨은 UV에 대한 불투명도를 보장하기 위해 포일 백으로 되어 있습니다.

EPROM의 소거는 400 nm 미만의 파장에서 시작됩니다.실내 형광 조명의 경우 1주일 또는 3년의 햇빛 노출 시간이 소거될 수 있습니다.권장되는 삭제 절차는 최소 15 Ws2/cm의 253.7 nm의 자외선에 노출되는 것입니다. 일반적으로 램프가 [9]약 2.5 cm 거리에 있을 때 20~30분 내에 완료됩니다.

X선을 사용하여 지울 수도 있습니다.

그러나 게이트 전극에 전기적으로 접근할 수 없기 때문에 비전기적인 방법으로 소거를 수행해야 합니다.비포장 디바이스의 어느 부분에 자외선을 비추면 플로팅 게이트에서 실리콘 기판으로 광전류가 역류하여 게이트가 초기 무충전 상태(광전 효과)로 방전된다.이 삭제 방법을 사용하면 패키지가 최종적으로 밀봉되기 전에 복잡한 메모리 어레이를 완전히 테스트하고 수정할 수 있습니다.패키지가 밀봉되면 상용 X선 [10]발생기를 통해 쉽게 얻을 수 있는 선량인 5*104 [a]rads 이상의 X 방사선에 노출되어 정보를 지울 수 있습니다.

즉, EPROM을 지우려면 먼저 X-ray를 찍은 후 섭씨 약 600도의 오븐에 넣어야 합니다(X-ray로 인한 반도체 변화를 소거합니다).이 프로세스가 부품의 신뢰성에 미치는 영향은 광범위한 테스트가 필요했기 때문에 대신 [11]윈도우로 결정했습니다.

EPROM은 소거 사이클이 제한적이지만 많은 수의 소거 사이클을 가지고 있습니다. 게이트 주변의 이산화규소는 각 사이클에서 손상을 누적하기 때문에 수천 사이클이 지나면 칩을 신뢰할 수 없게 됩니다.EPROM 프로그래밍은 다른 메모리 형태에 비해 느립니다.고밀도 부품은 인터커넥트와 게이트 층 사이에 노출된 산화물이 거의 없기 때문에 매우 큰 메모리에서는 자외선 소거가 실용적이지 않습니다.패키지 내부의 먼지조차도 일부 셀이 [12]지워지는 것을 방지할 수 있습니다.

어플

대량 부품(수천 개 이상)의 경우 마스크 프로그래밍된 ROM이 가장 저렴한 생산 장치입니다.그러나 IC 마스크 층의 아트워크를 변경해 데이터를 ROM에 저장해야 하기 때문에 EPROM은 처음에는 대량 생산에 너무 비싸고 개발에만 국한될 것으로 생각되었습니다.특히 펌웨어의 신속한 업그레이드의 이점을 고려할 때 EPROM 부품을 사용하면 소량 생산이 경제적임을 곧 알게 되었습니다.

일부 마이크로 컨트롤러는 EEPROM 및 플래시 메모리 시대 이전부터 온칩EPROM을 사용하여 프로그램을 저장합니다.이러한 마이크로 컨트롤러에는 Intel 8048, Freescale 68HC11 및 "C" 버전의 PIC 마이크로 컨트롤러가 포함되어 있습니다.EPROM 칩과 마찬가지로 이러한 마이크로 컨트롤러는 디버깅 및 프로그램 개발에 사용되는 윈도우(비싼) 버전으로 제공되었습니다.같은 칩이 생산용으로 불투명한 OTP 패키지로 제공되었습니다(약간 저렴한 가격).이러한 칩의 다이(Die)를 빛에 노출시키는 것은 개발에 사용되는 창부위에서 생산용 창부위로 이동할 때 예상치 못한 거동을 일으킬 수 있다.

EPROM 세대, 크기 및 유형

1세대 1702 디바이스는 p-MOS 테크놀로지로 제작되었습니다.읽기 모드에서는 V = VBB = +5 V 및DD V = -9GG V로, 프로그래밍 모드에서는CC [13][14]V = VGG = -47 V로 전원이DD 공급되었습니다.

2세대 2704/2708 장치는 프로그래밍 모드에서 V = 12V 및 +25V 펄스를 사용하는PP 3레일CC V = +5V, VBB = -5V, VDD = +12V 전원 공급 장치로 전환되었습니다.

n-MOS 기술은 3세대에서는 싱글 레일CC V = +5V 전원 공급 장치 및 펄스 없는 싱글PP V = +25V[15] 프로그래밍 전압을 도입했습니다.불필요한BB V 및DD V 핀은 동일한 24핀 패키지에서 더 큰 용량(2716/2732)을 허용하고 더 큰 패키지로 더 큰 용량을 제공할 수 있는 추가 주소 비트에 재사용되었습니다.그 후 CMOS 테크놀로지의 코스트 삭감에 의해, 같은 디바이스를 제조할 수 있게 되어, 디바이스 번호에 문자 「C」를 추가했습니다(27xx(x)는 n-MOS, 27Cxx(x)는 CMOS).

다른 제조사의 동일한 크기의 부품은 읽기 모드로 호환되지만 제조사에 따라 다른 프로그래밍 모드가 추가되고 때로는 여러 프로그래밍 모드가 추가되어 프로그래밍 프로세스에 미묘한 차이가 생깁니다.이것에 의해, 대용량의 디바이스는 「시그니처 모드」를 도입해, EPROM 프로그래머에 의해서 제조원과 디바이스를 식별할 수 있게 되었습니다.핀 A9에 +12V를 강제하여 2바이트의 데이터를 읽어냄으로써 구현되었습니다.그러나 이것은 범용적이지 않았기 때문에 프로그래머 소프트웨어는 적절한 프로그래밍을 보장하기 [16]위해 칩의 제조업체와 디바이스 유형을 수동으로 설정할 수도 있습니다.

EPROM 타입 연도 크기: 비트 사이즈 : 바이트 길이(16진수) 마지막 주소(16진수) 테크놀로지
1702, 1702A 1971 2 킬로비트 256 100 FF PMOS
2704 1975 4 Kbit 512 200 1FF NMOS
2708 1975 8 킬로비트 1 KB 400 3F NMOS
2716, 27C16, TMS2716, 2516 1977 16 Kbit 2 KB 800 7FF NMOS/CMOS
2732, 27C32, 2532 1979 32 Kbit 4 KB 1000 fortississimo. NMOS/CMOS
2764, 27C64, 2564 64 Kbit 8 KB 2000 1FF NMOS/CMOS
27128, 27C128 128 Kbit 16 KB 4000 3FF NMOS/CMOS
27256, 27C256 256 Kbit 32 KB 8000 7FF NMOS/CMOS
27512, 27C512 512 Kbit 64 KB 10000 오프 NMOS/CMOS
27C010, 27C100 1 Mbit 128 KB 20000 1FFF CMOS
27C020 2 Mbit 256 KB 40000 3FFF CMOS
27C040, 27C400, 27C4001 4 Mbit 512 KB 80000 7FFF CMOS
27C080 8 Mbit 1 MB 100000 꺼지다 CMOS
27C160 16 Mbit 2 MB 200000 1FFFF CMOS
27C320, 27C322 32 Mbit 4 MB 400000 3FFFF CMOS

갤러리

  • A 32 KB (256 Kbit) EPROM

    32KB(256Kbit) EPROM

  • This 8749 Microcontroller stores its program in internal EPROM

    이 8749 마이크로컨트롤러는 프로그램을 내부 EPROM에 저장합니다.

  • NEC 02716, 16 KBit EPROM

    NEC 02716, 16KBit EPROM

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 500 J/kg

레퍼런스

  1. ^ Texas Instruments (1997), TMS27C040 524,288 BY 8-BIT UV ERASABLE TMS27PC040 524,288 BY 8-BIT PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY
  2. ^ "CPU History - EPROMs". www.cpushack.com. Retrieved 2021-05-12.
  3. ^ "People". The Silicon Engine. Computer History Museum. Retrieved 17 August 2019.
  4. ^ a b c "1971: Reusable semiconductor ROM introduced". Computer History Museum. Retrieved 19 June 2019.
  5. ^ 1991년, 페이지 639
  6. ^ Oklobdzija, Vojin G. (2008). Digital Design and Fabrication. CRC Press. pp. 5–17. ISBN 978-0-8493-8602-2.
  7. ^ 를 클릭합니다Ayers, John E (2004), Digital integrated circuits: analysis and design, CRC Press, p. 591, ISBN 0-8493-1951-X.
  8. ^ 를 클릭합니다Horowitz, Paul; Hill, Winfield (1989), The Art of Electronics (2nd ed.), Cambridge: Cambridge University Press, p. 817, ISBN 0-521-37095-7.
  9. ^ "M27C512 Datasheet" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2018-09-06. Retrieved 2018-10-07.
  10. ^ 를 클릭합니다Frohman, Dov (May 10, 1971), Electronics Magazine (article).
  11. ^ 를 클릭합니다Margolin, J (May 8, 2009). "EPROM"..
  12. ^ 1991년, 페이지 640
  13. ^ 인텔 1702A 2K (256 x 8) UV 소거 가능 PROM
  14. ^ AMD Am1702A 256 Word x 8 비트 프로그램 가능 읽기 전용 메모리
  15. ^ "16K (2K x 8) UV ERASABLE PROM" (PDF). amigan.yatho.com. Intel. Retrieved 18 April 2020.
  16. ^ U.S. International Trade Commission, ed. (October 1998). Certain EPROM, EEPROM, Flash Memory and Flash Microcontroller Semiconductor Devices and Products Containing Same, Inv. 337-TA-395. Diane Publishing. pp. 51–72. ISBN 1-4289-5721-9. EPROM의 ID를 읽는 디바이스 프로그래머의 SEEQ의 Silicon Signature 메서드의 상세.

참고 문헌

  • Sah, Chih-Tang (1991), Fundamentals of solid-state electronics, World Scientific, ISBN 981-02-0637-2

외부 링크

Wikimedia Commons에는 EPROM 관련 미디어가 있습니다.