Dispozitivele de memorie sunt proiectate pentru scrierea, stocarea și citirea informațiilor binare. Memoria (memorie) constă într-o matrice de stocare și nodurile funcționale necesare pentru gestionarea matricei de stocare, amplificarea semnalelor în timpul înregistrării și citirii și furnizarea unui mod de sincronizare. Toate aceste elemente sunt situate pe un singur cristal semiconductor.
Dispozitivele de stocare sunt împărțite în două grupuri: memorii numai pentru citire (ROM) și memorie de acces aleatoriu (RAM).
ROM (Numai citire memorie, care se traduce ca memorie numai pentru citire) este utilizată doar pentru citirea informațiilor înregistrate anterior. ROMul stochează în mod normal programele standard necesare pentru a efectua operații aritmetice sau logice. O proprietate importantă a ROM-ului este persistența informațiilor atunci când alimentarea este oprită. În conformitate cu metoda de înregistrare a datelor, ROM-urile sunt împărțite în mască (PROM), programabile (PROM) și reprogramabile (EPROM).
RAM (RAM în memorie RAM - Random Access Memory, care se traduce ca o memorie cu acces aleatoriu) este proiectat să alterneze rapid informațiile de intrare și ieșire. În memoria RAM, datele intermediare sunt de obicei stocate în timpul executării operațiilor aritmetice sau logice.
Elementele memoriei RAM sunt împărțite în statice și dinamice. Informațiile statice EP stochează informațiile atâta timp cât doriți în timp ce sursa de alimentare este pornită. Într-un tip de informație dinamic, informațiile sunt stocate pentru o perioadă limitată de timp; aceste elemente asigură restaurarea (regenerarea) informației.
Deoarece procesul de programare ROM mascat apare în fabricarea de ei înșiși ICS și conține operații complicate tehnologic, utilizarea unor astfel de dispozitive de stocare justificabile economic numai atunci când ordinul a zeci sau sute de mii de copii cipuri programate identic.
ROM programabil. Diferența dintre ROM-urile și măștile programabile este că programarea nu este efectuată de producătorul de cipuri, ci de producătorul de hardware. Dispozitivele din această clasă includ ROM-urile programabile singure și cele reprogramabile, adică Permiterea ștergerii multiple a informațiilor înregistrate anterior și înregistrarea multiplă a unei alte informații noi. În prezent, primul tip de ROM este aproape nefolosit. deoarece acestea sunt funcțional inferioare celor reprogramabile și nu mai pot concura cu acesta din urmă pentru preț.
În modul de programare a unității logice, se aplică un potențial ridicat la poarta principală, care asigură pătrunderea electronilor cu energie înaltă în regiunea porții plutitoare. Ca urmare, poarta plutitoare dobândește o taxă negativă. Din moment ce poarta plutitoare este inconjurata pe toate laturile de un izolator, incarcarea poarta ramane o perioada lunga de timp (cativa ani). Prezența sau absența unei încărcări de poartă influențează valoarea pragului de tensiune al tranzistorului MIS. Dacă nu există nicio sarcină negativă, atunci tensiunea de prag este mică. Dacă există o sarcină, atunci tensiunea pragului crește de mai multe ori. În modul citit, linia de date Y este conectată la amplificatorul de citire, iar linia X este furnizată cu o tensiune suficientă pentru a deschide tranzistorul numai dacă nu există nicio sarcină a porții flotante.
La primele modele reprogrammiruemyh informații (îndepărtarea electronilor de la poarta plutitoare) ROM ștergere se realizează prin iradierea cu raze ultraviolete ale cristalului, sub influența pe care electronii dobândesc suficientă energie pentru a depăși bariera de potențial la interfața dintre siliciu și oxid de siliciu. Pentru a asigura posibilitatea ștergerii, șasiul chipsurilor avea o fereastră specială cu o inserție de sticlă de cuarț, care permitea razele ultraviolete.
Metoda descrisă de stocare a informațiilor nu poate fi considerată perfectă. Procesul de înregistrare se desfășoară relativ încet (aproximativ 1 msec) și este asociat cu costuri mari de energie pentru a depăși bariera potențială dintre siliciu și oxid de siliciu. O metodă mai perfectă este penetrarea electronilor în poarta plutitoare prin tunelul de la substrat prin dielectric. Condiția pentru implementarea acestei metode este de a reduce grosimea dielectricului dintre poarta și substrat. Tunelul electronilor printr-un dielectric este un proces bidirecțional și poate fi utilizat atât pentru încărcarea, cât și pentru evacuarea unei porți plutitoare. Acest efect se bazează pe lucrarea celui mai utilizat în prezent, FLASH-ROM programabil și erasabil.
Elemente de RAM de tip static. Declanșatoarele sunt folosite ca elemente de memorie ale memoriei RAM statice. În chips-uri produse de tehnologia semiconductoare, cel mai simplu mod de a implementa tranzistori, astfel încât dezvoltatorii încearcă să excludă din schemele schematice toate rezistoarele și condensatoarele. În ciuda faptului că declanșatorul poate fi construit pe două tranzistoare (dar apoi ar avea nevoie de rezistențe!), În circuitul integrat al unei memorii statice se compune din patru. În Fig. 2.4 este o diagramă a unui element de memorie pe MOSFET constând dintr-un flip-flop (VT1-VT4) și tranzistori de control VT5 și VT6.
Elementele de memorie sunt de tip dinamic. Principiul de funcționare a elementelor de memorie dinamică se bazează pe stocarea informațiilor sub forma încărcărilor electrice acumulate pe capacitățile parazite ale tranzistorilor MIS. În Fig. 2.5 este o diagramă a unui element de memorie cu un singur tranzistor. În această schemă, sarcina electrică este stocată în condensatorul de stocare Cz inclus între sursa și substratul tranzistorului MIS. În modul de scriere, un impuls de tensiune pozitiv este aplicat liniei X, ca rezultat
canalul este indus în tranzistor și condensatorul Cz este conectat la linia de date Y. În modul de stocare a informațiilor, condensatorul Cz este descărcat treptat datorită existenței curenților de scurgere. Prin urmare, este necesară restabilirea periodică a încărcării condensatorului, care se realizează prin regenerarea (încărcarea) încărcăturii. În acest scop, la fiecare câteva milisecunde, informațiile sunt citite din elementul de memorie și sunt scrise pe același loc.