فلش مموری چیست/قسمت اول

رویداد IEDM هر سال در شهر سانفرانسیسکو ایالات متحده برگزار می شود و یک همایشی مربوط به موسسه مهندسان برق و الکترونیک است. البته اگرچه سال 1984 این طرح عملی سازی شد اما عملا چند سال زمان برد تا طرح اولیه به یک نمونه تجاری قابل فروش تبدیل شود.

در سال 1988 اولین تراشه حافظه ها توسط اینتل تحت الگو NOR توسعه یافت. فلش مموری هایی که تحت الگو NOR توسعه پیدا می کردند، می توانند به دفعات مکرر اطلاعات را پاک کرده و بنویسند. سپس در سال 1987 شرکت توشیبا با ارتقا فناوری فلش مموری از الگو پیشرفته NAND در همان رویداد IEDM رونمایی به عمل آورد. البته در ابتدا NAND نیاز به توسعه بیشتری داشت تا به بازار مصرف تجاری راه پیدا کند.

از فواید فلش مموری های NAND کاهش تعداد پاک و نوشته شدن داده ها بود و ظرفیت ذخیره سازی آنها نیز به مراتب بیشتر بود.

آشنایی با فلش مموری

این وسیله در دسته حافظه های بادوام قرار می گیرد که ترکیب حافظه قدیمی EPROM با قابلیت پاک شدن و حافظه E2PROM که قابلیت چندین بار پاک شدن را داشت، محسوب می شد. در واقع این نوع وسیله ها نحوه برنامه نویسی مورد نیاز در EPROM استاندارد و نحوه توانایی پاک شدن در E2PROM را مناسب می کرد.

از جمله تفاوت های حافظه های فلش در مقایسه با EPROM، توانایی پاک شدن الکترونیکیست. شاید امکان پاک کردن جداگانه حافظه از هر خانه وجود ندارد و این در حالی است که تعداد فراوانی از مدارها به تراشه اضافه شود، قیمت حافظه فلش نیز به مراتب افزایش پیدا می کند. از این رو بیشتر تولیدکنندگان فلش نسبت به سود سیستم واری که بوسیله آن تراشه بلوک یا flash erased می شود، از این قابلیت دوری کردند.

نسل فعلی فلش مموری ها قادرند به صورت انتخابی پاک شوند و این یعنی دیگر نیاز نیست بخش بزرگی را پاک کرد و تنها کافیست بخش موردنظر را پاکسازی کنید. با تمام این تفاسیر توانایی پاکسازی موجب خواهد شد تا تنها بخش مهم پاک شود و سایر بخش ها بدون تغییر باقی بماند.

در حقیقت باید حافظه فلش را یک حافظه غیرفرار دانست که برای هر سلول قابلیت برنامه ریزی دارد. هر یک از این سلول ها را بلوک، پیج یا سکتور می نامند که قابلیت پاک شدن را دارند. بنابراین  فلش مموری یکی از انواع EEPROM به حساب می آید و حافظه ای است که از ستون و سطر بهره می برد. یکی از ویژگی های بزرگ فلش مموری ها ابعاد کوچک در کنار سرعت عمل بالاست. از آنجایی که ذخیره داده نیاز به باتری وجود ندارد، این مورد موجب کاهش وزن و ابعاد آنها می شود. این نوع حافظه ها قادرند ذخیره سازی گسترده ای بدون نیاز به باتری انجام دهند و در عین حال همه جا با شما می توانند همراه باشند. گذشته از آن در مقایسه با فلاپی ها و هارددیسک ها سریعتر هستند و نسبت به شوک ها نیز مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.

هنگام نقطه اتصال هر سطر یا ستون دو ترانزیستور مورد استفاده قرار می گیرد و هر ترانزیستور به کم یک لایه اکسیدی از یکدیگر جدا هستند. کارشناسان صنعت این ترانزیستورها را Floating gate و Control gate می نامند. Floating گیت به قسمت سطر اتصال دارد و تا زمانی که لینک بالایی وجود دارد در سلول مرتبط با آن مقدار یک سیو هم وجود دارد. از آنجایی که مقدار از یک به صفر تغییر می کند، عملیات Fowler-Nordheim tunneling صورت خواهد گرفت.

به طور کلی بوسیله Tunneling می توان محل الکترون ها را در Floating gate جا به جا کرد. همچنین یک انرژی الکتریکی بین 10 تا 13 ولت نیز به floating gate انتقال پیدا می کند. شارژ با گذشت از ستون bitline به floating gate می رسد. در نهایت شارژ نیز از سطح آن خارج شده و عملیات با موفقیت انجام می گیرد. به کمک این شارژ ترانزیستور floating gate به عنوان یک توزیع کننده الکترون محسوب خواهد شد. سایر الکترون ها نیز در بخش دیگر لایه اکسید قرار می گیرند. با این حساب شارژ منفی صورت می گیرد و فرآیند انجام می شود. الکترون های شارژ منفی همچون یک صفحه مابین  control gate و floating gate عمل خواهند کرد.