حافظه های الکترونیکی درانواع گوناگون و برای مصارف مختلف ساخته شده اند . حافظه های فلش به دلیل سرعت بالای آنها در ثبت اطلاعات و همچنین استفاده فوق العاده آسان بسیار پر فروش و پر طرف دار می باشند . از این رو در دوربین های دیجیتالی ، تلفن همراه و سایر دستگاه ها شاهد استفاده روز افزون از آنها هستیم .

حافظه های الکترونیکی درانواع گوناگون و برای مصارف مختلف ساخته شده اند . حافظه های فلش به دلیل سرعت بالای آنها در ثبت اطلاعات و همچنین استفاده فوق العاده آسان بسیار پر فروش و پر طرف دار می باشند . از این رو در دوربین های دیجیتالی ، تلفن همراه و سایر دستگاه ها شاهد استفاده روز افزون از آنها هستیم .
شیوه ذخیره اطلاعات در این نوع از حافظه بسیار شبیه به ذخیره اطلاعات در RAM می باشد . در حقیقت حافظه های فلش در نحوه فعالیت مشابه یک منبع ذخیره اطلاعات ثابت عمل می کند . به این معنی که در آنها هیچ قطعه متحرکی به کار نرفته و تمام کارها توسط مدارات الکترونیکی انجام می شود . در مقابل درون دیسک های سخت چندین قسمت متحرک وجود دارد که این وضع خود آسیب پذیر بودن این گونه حافظه را نسبت به حافظه های فلش نشان می دهد .
در تجهيزات زير از حافظه فلش استفاده مي شود :
• تراشه BIOS موجود در كامپيوتر
• CompactFlash كه در دوربين هاي ديجيتال استفاده مي شود 
• SmartMediaكه اغلب در دوربين هاي ديجيتال استفاده مي شود 
• Memory Stick كه اغلب در دوربين هاي ديجيتال استفاده مي شود 
• كارت هاي حافظه PCMCIS نوع I و II
• كارت ها حافظه براي كنسول هاي بازي هاي ويدئويي

اصول و مباني 
تونل زنی الکترون
فرآيند تونل زدن يك پديده‌ی مكانيكي- كوانتومی است كه يك الكترون می‌تواند از ميان سد انرژی بزرگتر از انرژی جنبشی خود عبور كند.
اگر ساختاری ايجاد شود كه متشكل از 2 فلز مشابه باشد و اين 2 فلز توسط يك ماده‌ی عايق نازك جدا شوند، تحت شرايط معينی الكترون می‌تواند از یك فلز به دیگر انتقال یابد. تونل زدن الكترون، از يك طرف به طرف ديگر آن در صورتی انجام می‌شود كه حالت‌های الكترونی اشغال نشده در طرف ديگر وجود داشته باشد.
فيلم‌های اكسيدی بسيار نازك با رشد خود به خودی برای ايجاد اتصالات تونلی الكترونی مورد توجه می‌باشند كه به لايه‌ی عايق با ضخامتی حدود 2-1 نانومتر احتياج دارند. اين دسته از طريق رسوب‌دهی فلزاتی كه به آسانی قابل اكسيد شدن می‌باشند، ايجاد می‌شوند

پرش الکترون داغ
اگر الکترونی به حد کافی انرژی بگيرد می تواند از يک تراز انرژی پايين تر به تراز انرژی بالاتر جهش نمايد.هر چه اختلاف انرژی تراز اوليه و نهايي بيشتر باشد ، بايد انرژی بيشتری به الکترون داده شود.
تعبير اين انرژی در خارج از نظريه حالت جامد، انرژی جنبشی الکترون می تواند باشد. به چنين الکترونی، الکترون داغ می گويند.
در تراشه ها ی نوين، برای ذخيره اطلاعات به صورت مستقلِ از منابع انرژی ، از به دام انداختن الکترون ها در يک قطعه فلزی که پوشيده شده از مواد عايق است، استفاده می شود. به همين دليل است که براي پاک کردن اطلاعات نياز به رهاندن الکترون ها دارد.

ساختار سلول های حافظه فلش
حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . در این گونه از حافظه ها ذخیره و حذف اطلاعات توسط جریان های الکتریکی صورت می پذیرد . این گونه تراشه ها داخل سطر ها و ستون های مختلف شبکه ای منظم را پدید می آورند . در این شبکه هر بخش کوچک دارای شماره سطر و ستون مختص به خود بوده و در اصطلاح هر کدام از این بخش ها یک سلول حافظه نامیده می شود . 
هر تراشه حافظه فلش از واحد هايي به نام بلاک ساخته شده است. هر بلاک خود از واحدهای کوچکتری به نام سلول ساخته شده است. 
هر بلاک 64 يا 128 يا 512 سلول را دارا می باشد. هر سلول از يک ترانزيستور تغيير شکل يافته MOSFET تشکيل شده است .
ترانزيستورهای سلول دارای 2 گيت می باشند. يکی همان گيت کنترل و ديگری گيت معلق . علت اين نام گذاری آن است که اين گيت از اطراف توسط دی اکسيد سيليکان پوشيده شده و کاملا از محيط اطراف ايزوله است. 
اگر گيت معلق خالی از الکترون باشد، با تحريک گيت کنترل، ترانزيستور جريان را از خود عبور می دهد. اما اگر به نحوی گيت معلق بار منفی گرفته باشد، ميدانِ گيتِ معلق اثر ميدانِ گيتِ کنترل بر کانال n را خنثی کرده و جريان خروجی از ترانزيستور کمتر از جريان ورودی به آن خواهد بود.
اما اگر گيت معلق باردار شود به علت ايزوله بودن از محيط اطراف، تا ساليان سال بار الکتريکی را در خود نگه داری می کند. مگر آنکه شرايط تونل زنی برای الکترون های به دام افتاده در آن فراهم شود. به همين دليل است که سلول را با به دام انداختن الکترون ها می توان برنامه ريزی کرد و از آن به عنوان حافظه مستقل از انرژی الکتريکی که ثبات چندين ساله هم خواهد داشت، استفاده کرد.
اما برای به دام انداختن الکترون ها می توان هم از شيوه جهش الکترون داغ استفاده کرد و هم از تونل زنی الکترونی. شيوه جهش در فلش های نوع NOR و شيوه تونل زنی در فلش های نوع NAND استفاده می شود.
ليکن برای رهاندن الکترون ها از گيت معلق و پاک کردن سلول، هم در نوعNAND و هم NOR تنها مي توان از شيوه تونل زنی استفاده کرد. زيرا الکترون های گيت معلق کاملاً از محيط ايزوله اند و امکان انرژی دادن به مقدار زياد آنها ممکن نيست. لذا با کاهش انرژی الکترون های موجود در درين -از طريق اتصال آنها به ولتاژ مثبت- شرايط را برای تونل زدن الکترون ها از گيت معلق به درين فراهم می کنيم. 
اگر گيت معلق باردار نشده باشد، سلول جريان را به صورت کامل از خود عبور می دهد. لذاست که سلول ها به صورت پيش فرض(بدون برنامه ريزی) مقدار 1 را دارا می باشند.
پس از برنامه ريزی و قرارگرفتن الکترون ها روی گيت معلق، سلول جريان را کامل از خود عبور نمی دهد و مقدار منطقی سلول برابر 0 می شود. لذا پاک کردن برنامه سلول، هم ارز است با تغيير مقدار آن به 1.در زير نوع جريان هر پايانه برای سلول های نوع NOR نمايانده شده است.

انواع حافظه هاي فلش 

حافظه های نوع NOR
اولين حافظه های فلش كه ابداع شده بودند، ساختار داخلی آنها به شرح زير است. به هريک از سلول ها 2 سيم وارد می شود. يکی خط کلمه و ديگری خط بيت . به ازای هر بيت خط بيت مخصوص به آن وجود دارد. لذاست که به هر سلول حافظه امکان دسترسی اختصاصی وجود دارد. لذاست که اين نوع از حافظه های فلش دارای دسترسی تصادفی می باشند. به همين دليل برای ذخيره برنامه های اجرايي و" سيستم عامل های اجرا در محل" مانند سيستم های سوار بر موبايل و کنسول بازی مناسب است.
البته اختصاص خط خاص به هر بيت سبب اشغال سطح چيپ و گران شدن توليد نيز می گردد. ولی به دليل دسترسی سريع به هر بيت سرعت خواندن در اين نوع از حافظه بسيار بالاست. به سيم کشی داخلی اين ساختار توجه فرماييد:

حافظه های نوع NAND
اين حافظه ها برعکس نوع NOR فاقد سيم کشی اختصاصی برای هر بيت می باشند و مجموعه ای از سلول ها دارای سيم کشي سري می باشند. لذاست که برای خواندن اطلاعات بايد ابتدا روی يک سری از تپ های دريافتی از هر رشته، پردازش سيگنال انجام داد و سپس اطلاعات را خواند. به همين دليل دسترسی اين نوع حافظه از نوع ترتيبی است. هرچند که با روش های نرم افزاری می توان دسترسی تصادفی را روی آن اجرا کرد ليکن به علت کاهش سرعت عملا از اين نوع حافظه برای سيستم عامل های اجرا در محل و برنامه های اجرايي استفاده نمي شود و از آن برای ذخيره اطلاعات ترتيبی مانند عکس و موسيقی استفاده می شود.

کلمات کلیدی :
نظرات بییندگان :

بهترین مشاغل و خدمات شهر خود را ، در سایت نشونه پیدا کنید.

مشاهده سایت نشونه