EPROM

EPROM, atau erasable programmable read-only memory adalah jenis memori chip yang menyimpan data ketika catu daya dimatikan. Memori komputer yang dapat mengambil data yang tersimpan setelah catu daya telah dimatikan dan dihidupkan kembali disebut non-volatile. Itu adalah sebuah array dari floating-gate transistor individual diprogram oleh perangkat elektronik yang memasok tegangan yang lebih tinggi daripada yang biasanya digunakan dalam rangkaian digital. Sekali diprogram, EPROM dapat dihapus dengan mengekspos ke kuat ultraviolet light source (seperti dari mercury vapor light). EPROMs mudah dikenali oleh transparan leburan kuarsa jendela di atas paket, melalui mana silicon chip terlihat, dan yang memungkinkan paparan ultraviolet cahaya saat menghapus.

Pengoperasian

Pengembangan memori EPROM sel dimulai dengan penyelidikan faulty integrated circuits mana gerbang koneksi dari transistor yang telah rusak. Biaya tersimpan ini terisolasi gerbang mengubah sifat mereka. EPROM diciptakan oleh Dov Frohman dari Intel pada tahun 1971, yang dianugerahi paten 3660819 pada tahun 1968.
Setiap lokasi penyimpanan EPROM terdiri dari satu field-effect transistor. Masing-masing field-effect transistor terdiri dari saluran dalam semikonduktor tubuh perangkat. Sumber dan tiriskan kontak yang dibuat untuk daerah-daerah di ujung saluran. Isolasi lapisan oksida ini tumbuh di atas saluran, maka konduktif (silikon atau aluminium) gerbang elektroda disimpan, dan lebih tebal lapisan oksida ini diendapkan di atas elektroda gerbang. floating-gate elektroda tidak memiliki koneksi ke bagian lain dari sirkuit terpadu dan benar-benar terisolasi dengan lingkungan sekitarnya lapisan oksida. Kontrol elektroda gerbang disimpan dan selanjutnya oksida mencakup itu.
Untuk mengambil data dari EPROM, alamat diwakili oleh nilai-nilai di alamat pin dari EPROM ini diterjemahkan dan digunakan untuk menghubungkan satu kata (biasanya 8-bit byte) dari penyimpanan ke output buffer amplifier. Masing-masing bit dari word adalah 1 atau 0, tergantung pada penyimpanan transistor yang diaktifkan atau dimatikan, melakukan atau tidak melakukan.
Switching negara dari field-effect transistor dikendalikan oleh tegangan pada control gate dari transistor. Adanya tegangan pada gerbang ini menciptakan saluran konduktif dalam transistor, sehingga menyala. Akibatnya, muatan yang tersimpan pada floating gate memungkinkan tegangan dari transistor yang akan diprogram.
Menyimpan data dalam memori memerlukan memilih alamat yang diberikan dan menerapkan tegangan tinggi ke transistor. Hal ini menciptakan longsoran keluarnya elektron yang memiliki energi yang cukup untuk melewati isolasi lapisan oksida dan menumpuk pada elektroda gerbang. Ketika tegangan tinggi dihapus, elektron-elektron yang terperangkap pada elektroda. Karena nilai insulasi yang tinggi dari silikon oksida sekitar gerbang, muatan yang disimpan tidak mudah bocor dan data dapat dipertahankan selama puluhan tahun.
Proses pemrograman tidak elektrik reversibel. Untuk menghapus data yang tersimpan dalam array dari transistor, sinar ultraviolet diarahkan ke mati. Foton dari sinar UV menyebabkan ionisasi dalam silikon oksida, yang memungkinkan muatan yang tersimpan pada floating gate untuk berfoya-foya. Karena seluruh memori array yang terkena, semua memori akan terhapus pada saat yang sama. Proses ini memakan waktu beberapa menit untuk lampu UV dari ukuran yang nyaman; matahari akan menghapus chip di minggu, dan indoor lampu neon selama beberapa tahun. Umumnya, EPROMs harus dihapus dari peralatan yang akan dihapus, karena hal ini biasanya tidak praktis untuk membangun lampu UV untuk menghapus bagian-bagian di sirkuit. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) dikembangkan untuk menyediakan listrik menghapus fungsi dan kini sebagian besar mengungsi ultraviolet-terhapus bagian.

Detail

Karena kuarsa jendela lebih mahal untuk dibuat, OTP (one-time programmable) chip diperkenalkan; di sini, die dipasang di paket buram sehingga tidak dapat terhapus setelah program ini juga menghilangkan kebutuhan untuk menguji menghapus fungsi, mengurangi biaya. OTP versi kedua EPROMs dan EPROM berbasis mikrokontroler yang diproduksi. Namun, OTP EPROM (baik terpisah atau bagian dari yang lebih besar chip) yang semakin digantikan oleh EEPROM untuk ukuran kecil, di mana sel dengan biaya yang tidak terlalu penting, dan flash untuk ukuran yang lebih besar.
EPROM yang telah diprogram bisa mempertahankan data selama minimal sepuluh sampai dua puluh tahun, dan masih banyak yang mempertahankan data setelah 35 tahun atau lebih, dan dapat membaca jumlah yang tidak terbatas kali tanpa mempengaruhi seumur hidup. Menghapus jendela harus selalu tertutup dengan label buram untuk mencegah penghapusan disengaja oleh UV ditemukan di bawah sinar matahari atau kamera berkedip. PC lama BIOS chip yang sering EPROMs, dan menghapus jendela itu sering ditutupi dengan perekat label yang berisi BIOS nama penerbit, BIOS revisi, dan hak cipta. Seringkali label ini adalah foil yang didukung untuk memastikan opacity UV.

Penghapusan EPROM mulai terjadi dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari 400 nm. Waktu paparan sinar matahari dari satu minggu atau tiga tahun untuk kamar fluorescent pencahayaan dapat menyebabkan penghapusan. Direkomendasikan penghapusan prosedur adalah paparan sinar UV di 253.7 nm minimal 15 W-sec/cm2 selama 20 sampai 30 menit, dengan lampu pada jarak sekitar 2,5 cm.
Pengahpusannya, harus dilakukan dengan metode non-elektrik, karena elektroda gerbang tidak dapet diakses secara elektrik. Sinar ultraviolet tinggi dalam bagian perangkat yang tidak dilindungi akan menyebabkan arus fotolistrik, sehingga mengubah pemakaian gerbang ke kondisi awal dan tidak bermuatan (photoelectric effect). Metode penghapusan ini memungkinkan pengujian dan koreksi lengkap dari array memori yang kompleks sebelum paket tersebut akhirnya disegel. Setelah paket disegel, informasi masih dapat dihapus dengan mengeksposnya ke radiasi X lebih dari 5 * 104 rad, dosis yang mudah dicapai dengan generator sinar-X komersil.
Dengan kata lain, untuk menghapus EPROM Anda, Anda harus terlebih dahulu melakukan X-ray dan kemudian memasukkannya ke dalam oven sekitar 600 derajat celcius (untuk perubahan semikonduktor anneal yang disebabkan oleh sinar-X). Efek dari proses ini pada keandalan bagian akan memerlukan pengujian ekstensif sehingga mereka memutuskan pada jendela sebagai gantinya.
EPROM memiliki jumlah terbatas namun banyak siklus penghapusan; silikon dioksida di sekitar gerbang akan mengumpulkan kerusakan dari setiap siklus, membuat chip tidak dapat diandalkan setelah beberapa ribu siklus. Pemrograman EPROM lambat dibandingkan bentuk memori lainnya. Karena bagian kepadatan tinggi memiliki sedikit oksida terbuka di antara lapisan interkoneksi dan gerbang, penghapusan sinar ultraviolet menjadi kurang praktis untuk ingatan yang sangat besar. Bahkan debu di dalam kemasan bisa mencegah beberapa sel terhapus.

Aplikasi

Untuk volume bagian yang besar (ribuan keping atau lebih), ROM yang diprogram oleh masker adalah perangkat dengan biaya terendah untuk diproduksi. Namun, ini memerlukan waktu beberapa minggu untuk membuat, karena artwork untuk lapisan mask IC harus diubah untuk menyimpan data pada ROM. Awalnya, diperkirakan EPROM akan terlalu mahal untuk penggunaan produksi massal dan hanya akan terbatas pada pengembangan saja. Segera ditemukan bahwa produksi volume kecil itu ekonomis dengan bagian EPROM, terutama saat keuntungan upgrade firmware cepat dipertimbangkan.
Beberapa mikrokontroler, dari sebelum era EEPROM dan flash memory, gunakan EPROM on-chip untuk menyimpan program mereka. Microcontrollers semacam itu mencakup beberapa versi yaitu versi Intel 8048, Freescale 68HC11, dan "C" versi mikrokontroler PIC. Seperti chip EPROM, mikrokontroler semacam itu masuk dalam versi windowed (mahal) yang digunakan untuk debugging dan pengembangan program. Chip yang sama masuk (agak murah) paket OTP buram untuk produksi. Meninggalkan mati chip seperti itu yang terpapar cahaya juga dapat mengubah perilaku dengan cara yang tak terduga saat berpindah dari bagian berjendela yang digunakan untuk pembangunan ke bagian yang tidak berjendela untuk produksi.