Hace un poco en la memoria Flash almacena la carga neta

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Esto es con respecto a la discusión en los comentarios en mi respuesta a esta question con respecto al cargo almacenado en un Flash.

La forma en que memoria Flash es que almacena un pequeño cargo (que significa 0 lógico) en el puerta de un transistor de puerta flotante, o no lo almacena (lo que significa 1 lógico).

Se suele decir que los condensadores, baterías, etc. almacenan carga, pero en realidad almacenan energía pero no carga neta, ya que siempre hay el mismo número de cargas positivas y negativas en las placas opuestas.

Ahora, la pregunta es: ¿hay alguna carga eléctrica net almacenada en cualquier transistor en un chip Flash, de manera tal que la ley actual de Kirchoff sea violada temporalmente? (Presumiblemente, la conservación de la carga se mantiene, por lo que los electrones de la corriente de programación atrapada en las puertas se equilibran más tarde al borrar esa celda de memoria) ¿O las cargas de los electrones atrapados se equilibran internamente al transistor mediante, por ejemplo, agujeros (en el sentido de la teoría de los semiconductores, una ausencia de un electrón en la banda de valencia) en el sustrato?

Las referencias a fuentes confiables sobre el tema son altamente apreciadas.

    
pregunta Timo

3 respuestas

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Las otras respuestas son excelentes, pero aquí hay algunos recursos y MUCHOS saludos con la mano.

Si desea conocer los detalles de todo esto, sugeriría encarecidamente el capítulo 2 de la tesis de Paul Hasler: enlace
También revisaría el curso de Brad Minch, que enseña en Olin, o el libro llamado "analógico vlsi" de Shih-Chii Liu. Todos nosotros estamos directamente bajo Carver Mead, o un grado de distancia.

Si no quieres morir con la mecánica cuántica, aquí está la versión corta. Puedo lanzar carga en una puerta haciendo que un electrón caliente en el canal que "lanza" carga hacia el óxido, y algunos lo hagan hasta la puerta flotante. Luego aplico un gran voltaje para "adelgazar" efectivamente la barrera hecha por el óxido para que la compuerta sea más positiva.

Ahora, uso pFET para esto porque hago puertas flotantes analógicas, así que aquí hay algunas imágenes de mi trabajo: LaimagendearribaesunpFETdepuertaflotante.SiconfiguroVDSparaqueseaaltoyluegocolocolacompuerta,Vg,paraestarenelumbralinferior,puedocrearuncampoquesealosuficientementealtocomoparacausarlaionizaciónporimpactodelosagujerosqueproduceunelectróncalientequesubea"algún lugar ", y si tienes suerte, es el óxido.

Parahacerqueelnodoseanegativo,presentoeldiagramadebandastemidas.Si"1" crea suficiente energía debido al VDS, se obtiene una ionización de impacto en "2". Si "2" tiene suficiente energía, podría saltar al óxido "3". Es importante tener en cuenta que este comportamiento es óptimo en el umbral inferior debido al alto campo que se ve en el borde de drenaje.

Parahacerqueelnodoseamáspositivo,configurétodoslosterminalesa0voltios,peroelevéelterminalVtunpara"adelgazar" la barrera de toxinas. (a) es con 0v en todas partes. (b) está con Vtun alto, por lo que obtienes una barrera "delgada", lo que significa que existe la probabilidad de que veas un túnel Fowler-Nordheim.

En resumen, la tunelización es cuántica (hace que el nodo sea positivo), y la inyección es la física clásica (hace que el nodo sea negativo).

    
respondido por el b degnan
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En todo el transistor, no. En la puerta flotante, sí. En el cuerpo del semiconductor, sí.

Tiempo de explicación: Su comprensión de los condensadores es incorrecta. Los condensadores no mueven la carga. No tienen componentes que produzcan campos y son completamente pasivos en todos los sentidos. Guardan carga, de un tipo igual y opuesto, en cada plato. Así, Flash también almacena la carga, sin embargo, lo hace en una placa flotante mediante el túnel de electrones en la placa. La carga total en el universo se conserva porque una cantidad igual de carga se desarrolla en el material semiconductor permitiendo que se forme o destruya un canal.

Esa "carga neta" existe, pero solo si miras una placa a la vez. Y tal como se discutió en la otra pregunta, eventualmente esos cargos se filtrarán y la "carga neta" en cada placa desaparecerá, obedeciendo las leyes de Kirkoff, que en su forma más simple es realmente la conservación de la materia (no hizo Cualquier electrón de la nada para cargar la placa, los tomaste de algún lugar).

Al final, es solo una cuestión de perspectiva: ¿Incluye ambas placas en su geometría arbitraria utilizada para medir el campo? Si es así, entonces no hay cargo neto. ¿Incluye solo una placa en su geometría arbitraria utilizada para medir archivado? Si es así, entonces hay una carga neta que crea un campo que va fuera de su geometría.

Editar: la pregunta se modificó y, por lo tanto, la respuesta también cambió un poco.

  

Ahora, la pregunta es: ¿hay carga eléctrica neta almacenada en el chip Flash en forma de electrones de la corriente de programación atrapada en las compuertas, de modo que la ley actual de Kirchoff se viola temporalmente (para equilibrarla al borrar el chip? la conservación de la carga, por supuesto, siempre se cumple), o ¿las cargas de los electrones atrapados se equilibran internamente en el chip mediante, por ejemplo, agujeros (en el sentido de la teoría de los semiconductores, una ausencia de un electrón en la banda de valencia) en el sustrato? / p>

La respuesta a la que es la segunda opción. Los electrones atrapados en la placa flotante inducen una acumulación de agujeros en el semiconductor. Esta capa de acumulación actúa como una ruptura en el circuito del transistor, por lo que actúa como un cero lógico. Como referencia, señalé un condensador MOS, que es la base de la mayoría de los transistores de efecto de campo en producción en la actualidad.

    
respondido por el Dave
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No hay cargo net en el IC. Si existiera, entonces todo el IC se cobraría y atraería la carga opuesta.

En los transistores en la memoria flash, algunos electrones están atrapados en el óxido de la puerta. Esto crea un campo eléctrico, y este campo aparece en otras cargas (opuestas) a su alrededor. Estas cargas móviles no pueden cruzar la barrera de óxido, pero permanecen justo al otro lado de la puerta en el silicio. En realidad, es la presencia (o ausencia) de estas cargas lo que hace que el transistor sea conductor o no.

    
respondido por el jp314

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