Cтраница 3
В программируемых ПЗУ ( ПИЗУ) накопитель выполняют на базе ЗЯ с плавкими перемычками; их упрощенная схема приведена на рис. 17.7. При программировании эти плавкие перемычки пережигают с помощью специального программирующего устройства. Сами плавкие перемычки изготовляют из нихрома или других тугоплавких материалов и защищают специальным диэлектриком, обеспечивающим надежность в условиях повышенной влажности. Процесс записи информации в схему представляет собой избирательное разрушение плавких перемычек током, обеспечиваемым устройством программирования. Программируемые элементы включены между эмиттерами транзисторов матриц и разрядными шинами. Наличие перемычки соответствует логическому 0 на выходе усилителя считывания, а отсутствие перемычки - логической единице. Пережигание перемычек в режиме программирования выполняется серией импульсов по специальной программе. [31]
При программировании плавких перемычек возникает определенный процент брака, кроме того, со временем проводимость разрушенной перемычки может восстановиться из-за явления электромиграции в материалах. [32]
Необходимая информация записывается пользователем. Для записи нулей выжигают плавкие перемычки, соединяющие эмиттеры с разрядными шинами. [33]
Перемычки имеют сопротивление около 10 Ом и расплавляются ( размыкаются) при пропускании через них импульса тока, амплитуда которого значительно больше амплитуды тока считывания. Для разрушения нихромовых или поликремниевых плавких перемычек достаточно тока 20 - 50 мА; время расплавления составляет 10 - 200 мс. [34]
Программируемые постоянные запоминающие устройства ( ППЗУ) позволяют пользователю программировать память на кристалле индивидуально с помощью специального программатора и могут быть либо с плавкими, либо со стираемыми связями. Каждый переключатель выполняется с использованием плавкой перемычки из нихрома или поликристаллического кремния. Типичная ячейка памяти с плавкой перемычкой показана на рис. 4.20. Для программирования такого устройства к нужной ячейке прикладывается высокоамплитудный импульс тока, в результате чего происходит разрыв плавких перемычек и ячейка открывается. [35]
Каждый многоэмиттерный транзистор служит для хранения одного 4-разрядного слова. В каждой эмиттерной цепи транзистора находится плавкая перемычка. Напряжение питания подается на коллектор. Слово выбирается с помощью дешифратора, выходы которого подключены в АШ. [36]
Микросхема представляет собой электрически программируемое постоянное запоминающее устройство емкостью 64 кбит ( 8кх8) с тремя состояниями. Однократная запись информации производится путем пережигания плавкой перемычки. В структурную схему ППЗУ входят накопитель, адресные формирователи строк, подключенные к адресным входам, адресные формирователи столбцов с адресными входами, дешифраторы строк и столбцов, мультиплексоры, выходные усилители, блок резервирования и схема разрешения выборки. Особенностью структурной схемы является блок резервирования для устранения обрывов плавких перемычек, возникающих в поле накопителя из-за дефектности или при профаммировании ИС из-за утечки элементов матрицы. [37]
Программируемые ПЗУ ( ППЗУ) с плавкими перемычками выпускают в незапрограммированном состоянии, соответствующем 0 или 1 во всех элементах памяти. Программирование осуществляется потребителем на специальном устройстве-программаторе путем пережигания перемычек электрическим током по специальной программе. В дальнейшем изменение информации, занесенной в ППЗУ, возможно лишь в одном направлении - путем пережигания перемычек, оставшихся после предыдущего программирования. Репрограммируемые ПЗУ ( РПЗУ) позволяют многократно изменять занесенную в них информацию. В РПЗУ с электрическим стиранием информации в качестве матричных ячеек ( элементов) памяти используются полевые транзисторы с изолированным затвором. В РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием используются МОП-транзисторы. Это приводит к изменению порогового напряжения. Для перезаписи информации заряд удаляется из диэлектрика облучением кристалла ультрафиолетовым светом, вызывающим фотоэффект. [38]
![]() |
МНОП-транзистор ( а и его передаточная характеристика для двух состояний ( б. [39] |
Программируемые ПЗУ в отличие от масочных ПЗУ позволяют записать, но тоже однократно, нужную информацию самому пользователю. Для этого с помощью специальной установки пережигают плавкие перемычки в точках соединения столбцов и строк. Один из вариантов ППЗУ на основе многоэмиттеряых транзисторов показан на рис. 5.18. Один транзистор составляет строку. При выборке по адресной шине на базу транзистора поступает сигнал. Транзистор открывается, и на разрядных шинах формируются уровни напряжения, соответствующие схеме соединения с этими шинами эмиттеров данного транзистора: если эмиттер соединен с шиной, то в эту шину поступит ток от источника коллекторного напряжения, если перемычка разрушена, то - тока в шине не будет. [40]
![]() |
Схема накопителя ППЗУ.| Схема фрагмента накопителя ППЗУ типа ТТЛ. [41] |
Рассмотрим работу ППЗУ на простейшем примере. Занесение информации в ППЗУ производится путем пережигания плавких перемычек при пропускании импульсов тока через некоторые диоды, в результате часть диодов оказывается отключенной от разрядных шин. Этот процесс называется программированием и осуществляется с помощью специального внешнего устройства - программатора ППЗУ. На рис. 4.10 приведена схема фрагмента накопителя ППЗУ типа ТТЛ, в котором базы МЭТ подключаются к шинам слов, а эмиттеры через плавкие перемычки 1 - к разрядным шинам. Если на коллекторы МЭТ подать напряжение питания, то при выборе определенной строки на базу соответствующего МЭТ подается отпирающее напряжение. В том случае, когда какой-нибудь эмиттер подключается к низкоомной нагрузке, можно обеспечить импульс тока эмиттера, достаточный для пережигания перемычки. Ток, достаточный для пережигания нихромовой перемычки, составляет 20 - 50 мА, а время, необходимое для пережигания, - несколько десятков миллисекунд. [42]
Диоды соединяют те строки и столбцы ПЗУ, где должны храниться биты информации. В соответствии со схемой пользователь прожигает на программаторе плавкие перемычки или дополнительные диоды при подаче повышенного напряжения на соответствующие строки и столбцы. Для матриц с плавкой перемычкой соединение между строкой / и столбцом / нарушается и на выходе фиксируется логическая единица. В ПЗУ на диодах нулевые потенциалы регистрируются на тех ячейках, в которых диоды не нарушены. [43]
Третьим типом ПЗУ является программируемое постоянное запоминающее устройство с возможностью стирания, или СППЗУ. Оно может быть запрограммировано пользователем таким же способом, что и ПЗУ с плавкими перемычками. Многие программаторы ПЗУ могут быть использованы как для ПЗУ с плавкими перемычками, так и для СППЗУ. Однако информация, хранящаяся в СППЗУ, может быть удалена или стерта, а устройство - перепрограммировано. Большинство типов СППЗУ стирается при освещении их ультрафиолетовым светом в течение не менее десяти минут. Преимущество СППЗУ перед ПЗУ с плавкими перемычками заключается в том, что если обнаружена ошибка во время объединения системы, то нет необходимости выбрасывать СППЗУ, как это было бы в случае, если использовалось ПЗУ с плавкими перемычками. [44]
Основными узлами являются программируемая матрица И и жестко фиксированная матрица ИЛИ, реализующие двухуровневые логические функции. Первый логический уровень прибора составляют 64 конъюнктора, реализуемых матрицей И и связанных при помощи плавких перемычек с любой из 16 входных переменных и их инверсией через буферные схемы АФ и АФОС. Восемь входных переменных из шестнадцати поступают с выходного регистра D-триггеров. [45]