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Mittwoch, 18. Mai 2011

Flashspeicher Teil 4

Jetzt zur Funktionsweise des Feldeffekttransistors:

Im Gegensatz zu den stromgesteuerten Bipolartransistoren sind Feldeffekttransistoren spannungsgesteuerte Schaltungselemente. Die Steuerung erfolgt über die Gate-Source-Spannung, welche zur Regulation des Kanalquerschnittes bzw. der Ladungsträgerdichte dient, d. h. des Halbleiter-Widerstands, um so die Stärke eines elektrischen Stromes zu schalten oder zu steuern.
Der Feldeffekttransistor kann fast leistungsfrei angesteuert werden und benötigt lediglich eine Steuerspannung. Dies gilt allerdings nur bei niedrigen Frequenzen, was bei schnellen Zugriffsraten natürlich problematisch wird.
Wenn nun das Gate mit Spannung angereichtert wird erhöht sich die anzahl frei beweglicher Elektronen in dem sonst nichtleitenden Halbleitermaterial. Der Wiederstand nimmt immer weiter ab. schließlich wird der Durchgang leitend.

Nun gegenüber dazu zur (etwas veränderten) Funktion des Flash-speicher EEPROMS:
Bei einem Flash-EEPROM-Speicher wird die Information in einer Speichereinheit in Form von elektrischen Ladungen auf einem "Floating-Gate" eines "Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistors" (MISFET) gespeichert. Die Ladungen beeinflussen, wie bei normalen MISFETs, die Ladungsträger im darunter liegenden Gebiet zwischen Source- und Drain-Kontakt, wodurch die elektrische Leitfähigkeit des Feldeffekttransistors beeinflusst wird.  Der Speichereffekt wird dabei durch eine logische 0 erzeugt. Gelöscht wird die Einheit indem eine Löschspannung angelegt wird. Ist diese Ausreichend hoch tritt der quantenmechanische "Tunneleffekt" in ausreichendet Häufigkeit auf, damit Elektronen den das Floating Gate isolierenden Isolator passieren können. Das Bauteil wird darauhin wieder leitend.
Der umgekehrte Effekt wird durch Anlegen der Umgekehrten Spannung hervorgerufen.

Die einzelnen MISFETS können so Informationen auf kleinstem Raum fast verlustfrei speichern.

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