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Eletrônica Digital XXXVII

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Tópicos: Memórias EPROM | Memórias EEPROM | Memórias Flash |

As memórias não voláteis e de apenas leitura vistas na página anterior (ROM e PROM) são úteis e encontram uma extensa variedade de aplicações. Os exemplos apresentados são apenas uma pequena amostra. Algumas aplicações, entretanto, requerem alterações, eventuais ou não, de dados gravados, o que não pode ser feito com esses tipos.

Nesta página são comentados alguns tipos de memórias não voláteis de semicondutores, que permitem alteração de dados, ou seja, são de leitura e escrita. São também denominadas memórias não voláteis reprogramáveis. A organização básica das células é usualmente em forma de matriz similares às anteriores e, por isso, não é repetida aqui. O propósito principal é dar informações sobre o funcionamento das células elementares.


1) Memórias EPROM

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EPROM é a sigla inglesa de Erasable Programable Read Only Memory (memória de somente leitura apagável e programável). A célula básica de uma EPROM é um transistor MOSFET especial, dotado de uma porta flutuante (floating gate) entre a porta normal e o substrato, isolada por uma fina camada de óxido (Figura 1-I).


Fig 1-I

Em (a) da figura tem-se a situação normal, considerada bit 0. Nessa condição, o transistor conduz se aplicado um potencial na porta Vpf. Supõe-se, por exemplo, Vpf = Vdd = 5 V.

Para gravar o bit 1, é aplicado um potencial mais alto entre dreno e fonte Vpp, normalmente acima de 12 volts. Alguns elétrons adquirem energia suficiente para atravessar a camada de óxido e carregar a porta flutuante (b).

Em (c) tem-se a porta flutuante carregada negativamente, o que cria uma barreira para a porta normal e a condução só se dá com valores mais altos de Vpf. Exemplo: Vpf = 7 V e não 5 V da situação normal. Se o transistor não conduz com Vpf = 5 V, é então suposto que ele contém o bit 1.

O apagamento se faz pela exposição à radiação ultravioleta. Os fótons de luz dão aos elétrons energia suficiente para saltar da porta flutuante (d), retornando o transistor à sua situação inicial (a). Os circuitos integrados de EPROMs são facilmente identificados pela presença da janela transparente para a operação de apagamento.


2) Memórias EEPROM

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As memórias EPROM apresentam elevada densidade de armazenagem, porque apenas um transistor funciona como elemento de programação e acesso. Mas têm suas desvantagens, conforme itens a seguir.

• o número de ciclos de gravação é limitado, cerca de 1000 (a radiação ultravioleta torna a camada de óxido ligeiramente condutiva).

• o tempo de gravação é relativamente alto.

• a operação de apagamento é demorada, exige a retirada do circuito e remove todo o conteúdo da memória. Não pode ser parcial.

As memórias EEPROM (Electrically Erasable Programable Read Only Memory) ou E2PROM são construídas com camadas de óxido mais finas e as células são apagadas pela aplicação de tensão inversa da usada na gravação. Isso permite o apagamento parcial, mas deve ser feito célula por célula, o que resulta em tempo relativamente alto para a operação.


3) Memórias Flash

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Conforme visto no tópico anterior, as memórias EEPROM contornam algumas deficiências das EPROMs, mas o apagamento se dá bit a bit, o que inviabiliza o emprego em circuitos que precisam de mudanças rápidas dos dados armazenados. As memórias Flash operam sob o mesmo princípio das EEPROMs, mas as ligações internas formam blocos. Isso torna possível o apagamento simultâneo (flash) de todas as células contidas no mesmo bloco. A Figura 3-I dá exemplo de um bloco de memória flash.


Fig 3-I

Na leitura, a linha de palavra selecionada é levada a um nível de tensão suficiente para provocar a condução das células não gravadas e não provocar nas células gravadas. As demais linhas estão em nível zero. E um circuito apropriado pode detectar o estado de cada transistor na linha selecionada pela condução de corrente entre a fonte (comum) e os drenos (em cada coluna de bit).

Na escrita, a linha selecionada é submetida a 12 volts e as demais permanecem em zero. A fonte (comum) é conectada à massa e a coluna de bit (dreno) é levada a 6 volts.

Para apagar, as coluna de bits são deixadas abertas, todas as linhas de palavras são levadas a zero volts e a fonte (comum) é levada a 12 volts, executando a operação em todas as células do bloco.
Referências
Brophy, James J. Basic Electronics for Scientists. USA: McGraw-Hill, 1977.
U. S. Navy. Basic Electronics. Hemus, 1976.

Topo | Rev: Dez/2007