1.8 Grundlagen der Digitaltechnik

Informatik V, Kap. 8, WS 98/99
EEPROMs lassen sich in der Schaltung elektrisch programmieren und auch wieder löschen (mittels
einer zweiten, höheren Versorgungsspannung). Hier wird beim Löschen der Tunnel-Effekt auch in
umgekehrter Richtung ausgenutzt.
Da das Oxid durch die Programmierungsvorgänge doch in seiner Qualität beeinträchtigt wird, sind
nur ca. 10**4 bis 10**6 komplette Umprogrammierungen möglich. Charakteristisch ist auch für alle
EPROMs, daß ein Lesevorgang ca. 10 ns dauert, ein Schreibvorgang aber etwa 10 ms. Sie lassen
sich damit nicht anstelle von RAMs verwenden.
Eine besondere Variante bilden die sogenannten Flash-EEPROMs:
Hier sind die Speicherzellen nicht einzeln löschbar, sondern man löscht jeweils einen ganzen
Memory-Sektor oder einen ganzen Speicherchip. Damit verhält sich ein EEPROM bezüglich der
Löscheigenschaften wie ein EPROM, allerdings ist eine Löschung in ca. 10 ms möglich. Gegenüber
einem normalen EEPROM ist eine wesentlich größere Speicherdichte verfügbar.
8.5.6 Reguläre logische Makros
Die nMOS-Technik mit ihren einfachen Strukturen erlaubt auch die Realisierung von Logik nicht im
sogenannten "krausen" Aufbau aus Einzelgatter, sondern als reguläre logische Makros. Am
wichtigsten für die Anwendung sind "programmable logic arrays (PLAs) geworden, also
programmierbare logische Felder. Die prinzipielle Funktion eines PLAs zeigt Abb. 8.42.
VDD
VDD
AND - Plane
A B
Y2 = A + B = A * B
Y1 = A + B = A * B
25
VDD
OR - Plane
Z = Y1 * Y2
= Y1 + Y2
Abb. 8.42: Prinzip des Programmierbaren logischen Feldes (Array)
Die Eingänge der Schaltung (A, B) werden zunächst aufgespalten und sind dann in invertierter und
nicht-invertierter Form vorhanden. Diese Signale werden auf (hier senkrechte) Poly-Silizium-
Leitungen geführt, welche senkrecht dazu angeordnete Diffusionsflächen kreuzen und damit
Transistoren bilden. Diese Transistoren sind stets einseitig mit Masse verbunden, der andere
Anschluß kann wahlweise (programmierbar) mit einer Metall-Leitung verknüpft sein, welche
ihrerseits über einen Depletion-Transistor mit der Betriebsspannung (VDD) verbunden ist.
Diese (hier senkrechte) Metall-Leitung kann also über einen Transistor auf Null-Potential geschaltet
werden, wenn der entsprechende Transistor angeschlossen ist und das zugehörige Eingangsignal auf
"high" liegt.