EPROM

EPROM-mälukomponent
Läbi kvartsakna (keskel) saab ultraviolettvalgusega andmeid kustutada

EPROM (lühend ingliskeelsest nimetusest Erasable Programmable Read Only Memory, kustutatav programmeeritav püsimälu) on püsimälu, mis võimaldab andmete korduvat kirjutamist ja mis säilitab andmed ka ilma toitepingeta (nii nagu teisedki ROMi versioonid).

Andmete kirjutamiseks (mida nimetatakse kiibi programmeerimiseks) kasutatakse elektroonilist programmeerimisseadet, mis annab kiibile suuremat pinget kui kasutatakse andmete lugemiseks. Programmeeritud EPROM-ilt saab andmeid kustutada tugeva ultraviolettkiirgusega. EPROMi komponent on äratuntav selle peal oleva läbipaistva kvartsist kustutusakna järgi, läbi mille on nähtav ränikiip.

EPROM-tüüpi mälu väljatöötamine sai alguse vigase integraallülituse uurimisest, mille transistoridevahelised ühendused olid katki ja kus salvestatud laengud nende isoleeritud ühendustes mõjutasid transistori juhtivust. Edasine uurimistöö viis ujuva lisapaisuga transistori loomiseni.

EPROM-i leiutas ettevõtte Intel töötaja Dov Frohman 1971. aastal. USA patent 3660819 EPROM-i kohta avaldati 1972. aastal. See püsimälu tüüp oli kasutusel kuni 1990. aastate keskpaigani, kui teda hakkas eriti arvutitehnikas asendama elektriliselt kustutatav püsimälu EEPROM.

Ujupaisuga väljatransistori läbilõige:
Control gate – juhtpais, Floating gate – ujupais, Source – läte, Drain – neel

Ehituse ja töötamise põhimõte

Bitiväärtusi (1 või 0) kandvad mälupesad ehk mäluelemendid on paigutatud ränikiibile ridadest ja veergudest koosneva maatriksina. Mäluelemendiks on eriline MOSFET-transistor, millel on juhtpaisu all lisaelektrood. Sellel puudub väljaviik ja ta on igast küljest isoleeritud oksiidikihiga. Seda elektroodi nimetatakse ujuvaks paisuks ehk ujupaisuks. Kui juhtpaisule anda piisavalt kõrge pinge, kanduvad elektronid läbi õhukese isoleerkihi ujupaisule ja võivad seal kestvalt püsida (kuni kümneid aastaid). Elektronide siirdumine läbi dielektriku põhineb kvantfüüsika nähtustel.

Mäluelemendi bitiväärtus sõltub sellest, kas transistori lätte ja neelu vaheline kanal on juhtiv või mitte. Selleks et kirjutada mällu 0, antakse juhtpaisule piisavalt kõrge pinge, mille mõjul saab võimalikuks kuumade laengukandjate injektsioon ja elektronid kanduvad juhtpaisult läbi dielektrikukihi ujupaisule, andes sellele negatiivse elektrilaengu. Selle tulemisena transistori kanal (lätte ja neelu vahel) sulgub (muutub mittejuhtivaks) – mälupessa salvestub bitiväärtus 0. Laenguta ujupaisuga transistori kanal on juhtiv ja mäluelement kannab väärtust 1.

Iga programmeerimismiskord kulutab veidi ujupaisu isoleerivat dielektrikut, mistõttu mõnesaja lugemiskorra järel muutub EPROM kasutuskõlbmatuks.

Andmete mälust väljalugemisel kasutatakse juhtelektroodil madalat pinget, mis transistori olekut ei mõjuta.

Kui kõik andmed on vaja EPROM-kiibilt kustutada, saab seda teha ultraviolett- või röntgenikiirgusega. Enamasti kasutati elavhõbelambist saadavat UV-kiirgust lainepikkusega 245 nm ja võimsusega 4,9 elektronvolti. Sel juhul kestab kustutamine paarkümmend minutit.

Normaalselt on kvartsaken kaetud läbipaistmatu firmakleebisega. Päikesevalguses kustuksid andmed avatud kiibilt mõne nädala jooksul. Üldiselt tuleb EPROM-mälu kustutamiseks seadmest eemaldada. Kustutatud mällu on võimalik uuesti kirjutada.

On toodetud ka ilma aknata EPROM-mälusid, mis on ainult üks kord programmeeritavad ja tarbe korral kustutatavad röntgenikiirgusega.

EPROMi edasiarendusena loodi EEPROM, mida saab kustutada UV-kiirguse asemel elektriimpulssidega.

Vaata ka

• Püsimälu
• EEPROM