EEPROM
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La EEPROM, acronimo di Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, è una memoria ROM programmabile da parte dell'utente. Le operazioni di scrittura, cancellazione e riscrittura hanno luogo elettricamente.
Ciascuna cella di memoria capace di memorizzare un singolo bit è costituita da due transistori MOS, uno "di memoria" e uno "di accesso".
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[modifica] Nascita della tecnologia
La tecnologia EEPROM è stata sviluppata sulla base della preesistente tecnologia EPROM al fine di ovviare al problema della cancellazione dei dati.
In ambito EPROM, infatti, mentre la scrittura può avere luogo per via elettrica, la cancellazione viene effettuata attraverso l'esposizione a radiazione UV, con conseguenti inconvenienti di natura logistica (rimozione del chip dalla scheda su cui è assemblato, perdita di tempo).
[modifica] Il transistor di memoria
Il transistor di memoria ha due gate.
Il primo è un gate tradizionale, collegato elettricamente con il resto del gruppo. In questa tecnologia è denominato control gate. Il secondo gate è sepolto nell'ossido e quindi isolato elettricamente. Esso è separato dal primo gate, così come dal canale del transistor, per mezzo di un sottilissimo strato di materiale isolante. Per questo motivo è detto floating gate. In gergo, lo si definisce flottante.
A differenza delle EPROM, nelle EEPROM vi è una regione, in prossimità del drain, in cui lo spessore dello strato di ossido che separa il floating gate dal canale è ridotto al punto tale da permettere il passaggio di elettroni per effetto tunnel (Fowler-Nordheim).
Il transistor di memoria viene programmato attraverso il pilotaggio in tensione del control gate. La variazione del potenziale a cui questo si trova esposto determina, nella zona in cui il ridotto spessore dell'ossido isolante lo rende possibile, il manifestarsi dell'effetto tunnel e la conseguente attrazione di elettroni dal drain al gate sepolto.
[modifica] Il transistor di accesso
Come nel caso delle memorie EPROM, anche le EEPROM presentano una criticità legata alla fase di cancellazione. Il processo di scarica del floating gate può infatti determinare, come effetto indesiderato, l'accumulo di una carica positiva con conseguente variazione della tensione di soglia del dispositivo. Il problema è stato risolto mediante l'introduzione dei transistori di accesso, che sono parte integrante della cella.
La presenza di questi ultimi determina tuttavia, un maggiore impiego di area rispetto alle EPROM. Per ovviare a questo problema sono nate le memorie flash. È bene ricordare che le memorie flash differiscono dalle EEPROM per il fatto che la programmazione si basa, in quest'ultimo caso, sul fenomeno fisico della iniezione a valanga, e non su quello dell'effetto tunnel.
Il transistor di accesso, pilotato dalla word line, svolge inoltre la funzione di mettere in comunicazione il transistor di memoria con la bit line quando è necessario leggere il dato binario immagazzinato sotto forma di carica elettrica all'interno del canale del transistor.
[modifica] Considerazioni conclusive
Le EEPROM sono il più diffuso componente elettronico ad utilizzare principi della meccanica quantistica.
[modifica] Bibliografia
- Angelo Geraci, Principi di elettronica dei sistemi digitali, editore McGraw-Hill
