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写“0”：源极（S）和漏极（D）之间加高电
压，使PN结处于反偏状态，发生瞬间击穿。
浮栅上积累了负电荷，形成了带正电的P沟道，
管子导通。
(b) EPROM 晶体管导通状态
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5.3.3 可擦除的只读存储器EPROM
擦除(Erasable)：
紫外线照射（透过玻璃窗），浮栅上的电子获得能 量，穿越绝缘层泄放掉电荷。正常使用时应避免日 光或荧光灯照射。
擦除：
控制栅极接地，漏极 开路，源极加高电压， 则浮空栅极上累积的电 子逃逸。
高电压 源极 S
地 控制栅
开路 漏极 D 浮栅
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P 基体
应用
可升级BIOS (右图) U盘 MP3随身听
手机和平板电脑的外
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编程器
通用编程器
全自动IC通用编程器
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铁电存储器（FRAM, FeRAM）
称为存储"0"
D3 D2 D1 D0
有管子的位线为低， 称为存储"1"
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5.3.2 一次性可编程只读存储器
PROM ● 特点：使用专用设备（编程器），用户一次性写入，故称为
可编程（Programmable）。不可恢复，信息永久保存。
● 适用于：小批量生产。
熔丝
●结构：
A0
地
A1
址
A2
A3
译
A4
码
…
无需擦除，高速读写（35nS ），可替换 SRAM ；
写入寿命高，可达1015次
高集成度、低成本，只有一个晶体管、一个磁 性穿隧结(1T-1MTJ)位单元
主要开发厂商有IBM、Infineon、Cypress和
Motorola
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相变存储器(PCM, PRAM)
Phase Change Memory 或 Phase-change RAM ( PRAM)
写入前不需要擦除，写入速度较快 读写速度将可逼近DRAM 字节寻址方式
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作业
5.5 ROM改为NVM
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EPROM，EEPROM，Flash Memory
非易失性随机存取存储器NVRAM
可读可写
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5.3 非易失性半导体存储器
应用：
存放软件
如引导程序 智能设备的操作系统
存放微程序 存放特殊编码
如字符点阵
移动存储
U盘，SD卡，手机
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5.3.1 掩模只读存储器MROM
● MOS只读存储器结构：
特点：
负载管 Vcc
存储的信息在芯片制造时，最
后一道掩模(MASK)工艺由连线 决定“0”和“1”；
字 W1 地 址 W2 译 码 W3 器
生产周期长；
存
可靠性高，信息永不丢失。
储 适用场合：
阵 列
大批量生产，一万片以上。
无管子的位线为高，
读
读放电路
结构：
源极 S 控制栅 漏极 D 浮栅
● 存储原理：
■ 具有两种状态：
1.未写入状态：浮空栅极无电 子，栅极电压大于1V就开始导通。
2.已写入状态：浮空栅极布满 电子，栅极电压大于5V才开始导 通。
源极 S 控制栅 漏极 D 浮栅
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P 基体
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P 基体
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5.3.5 闪速存储器（Flash Memory）
5.3 非易失性半导体存储器
5.3 非易失性半导体存储器
主要特性：
存储的信息掉电不丢失。 Non-Volatile也译作 “不挥发”
半导体只读存储器ROM (Read Only Memory)
正常工作时只能读出信息，而不能写入的随机存 储器。信息的写入是通过特殊方法。
可改写的“只读”存储器
最早在1921年提出，直到1993年美国 Ramtron国际公司开发出第一个4K1b4的铁电存
磁性随机存储器（MRAM）
Magnetic Random Access Memory
基于半导体和磁通道(magnetic tunnel junction-MTJ)技术的固态存储介质，属于非 挥发性芯片。
特点：
可多次擦除，通常有数千次擦除寿命
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EPROM擦除器
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5.3.4 电擦除只读存储器EEPROM
特点：
内置升压电路，电信号擦除 (Electrically Erasable) 先擦后写，典型擦除寿命1万 次
结构：
源极 S 控制栅 漏极 D 浮栅
写入速度较慢，写一个数据 的大约时间在2-10ms之间。
Vcc
SS S SS S S S
SS S SS S S S
读
读放 电 路
……
D7 D6
D1 D0
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5.3.3 可擦除的只读存储器
基本结构
VcEc PROM
源极 浮栅 漏极
字线
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N体管结构
地
-Vpp
位线
击穿电流
写“1”：保持原状态，浮栅上不带电荷。
Ferroelectric random access memory 利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储
特点
可以写入，速度与RAM相当； 读写功耗极低。 FRAM有最大访问次数的限制（10 10次即100亿
次），即使是每秒钟进行30次的读写，也有10年 的寿命 ；之后它仅仅是没有了非易失性，仍可像 普通RAM一样使用。
应用：
取代EPROM，擦除方便， 但成本较高。
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N 基体
小容量串行接口的E2PROM， 保存系统设置等参数。如电视 机、空调中，存储用户设置的 参数。
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5.3.5 闪速存储器（Flash Memory）
特点：
高速、按字节写入，写速度比 E2PROM提高1个数量级 高集成度、低成本. 整片电擦除或按块电擦除，可 擦除10~100万次