Схема, иллюстрирующая принцип работы динамической памяти, приведена на рисунке ниже. Входной сигнал поступает на затвор транзистора через ключ. Конденсатор заряжается входным сигналом до напряжения этого сигнала. При размыкании ключа заряд на конденсаторе сохраняется, поддерживая транзистор либо в открытом, либо в закрытом состоянии в зависи­мости от логического уровня входного сигнала. Вследствие очень медленного разряда конденсатора через сопротивле­ние затвора уровень входного сигнала сохраняется, т. е. информация «запоминается», до следующего замыкания ключа. Выходной сигнал снимается со стока МОП-тран­зистора, так что конденсатор практически никогда не шунтируется нагрузкой.

Однако практически нельзя; сохранить информацию в течение длительного времени. Ключ представляет собой МОП-транзистор, имеющий некоторое конечное сопро­тивление, шунтирующее конденсатор. Изоляция затвора транзистора также обладает конечным сопротивлением. Поэтому максимальное время запоминания, или минимальная рабочая частота схемы, определяется емкостью конденсатора и этими двумя сопротивлениями (главным образом сопротивлением ключа).

На рисунке изображена реальная схема динами­ческой ячейки памяти с запоминанием на емкости. Такая ячейка управляется двухтактной серией синхронизирую­щих импульсов Ф1 и Ф2. Запоминающие конденсаторы в интегральной схеме специально не формируются, а в качестве их используются паразитные емкости. Предпо­ложим, что на вход схемы подан логический 0. В течение действия импульса Ф1 транзисторы V2 и VЗ открыты, а VI — закрыт, на выходе VЗ потенциал будет близок к напряжению питания и зарядит конденсатор С. В сле­дующий период, во время действия импульса Ф2, тран­зистор V4 проводит ток, а транзистор V5 выполняет роль нагрузочного сопротивления. На выходе будет уро­вень логического 0. Если же на вход подать логическую 1, то транзистор V1 открывается, напряжение питания падает практически полностью на V2 и заряда емкости через V3 не происходит. В следующем такте, во время действия импульса Ф2, на выходе будет уровень напряже­ния питания, т. е. уровень логической 1.

Устройство Flash  памяти

Основой многих устройств памяти является полевой транзистор с плавающим затвором. Его отличие от обычных полевых транзисторов заключается в том, что между затвором и каналом, прямо в диэлектрике, расположен еще один проводник — который и называют плавающим затвором. Вот как все это выглядит:

На рисунке мы видим привычные нам сток-исток-затвор, а также расположенный в диэлектрике дополнительный проводник. Создадим между стоком и истоком разность потенциалов и подадим положительный потенциал на затвор-через полевой транзистор, от стока к истоку потечет ток. Причем величина тока достаточно велика для того, чтобы «пробить» диэлектрик. В результате этого пробоя часть электронов попадет на плавающий затвор. Отрицательно заряженный плавающий затвор создает электрическое поле, которое начинает препятствовать протеканию тока в канале, в результате чего транзистор закрывается. И если отключить питание транзистора, электроны с плавающего затвора никуда не денутся и его заряд останется неизменным на долгие годы.

Но, конечно же, есть способ разрядить плавающий затвор. Для этого надо всего лишь подать на «основной» затвор напряжение противоположного знака, которое и «сгонит» все электроны, в результате чего плавающий затвор останется не заряженным.

Собственно так и происходит хранение информации — если на затворе есть отрицательный заряд, то такое состояние считается логической единицей, а если заряда нет — то это логический ноль.

С сохранением информации разобрались, осталось понять как нам считать информацию из транзистора с плавающим затвором. А все очень просто. При наличии заряда на плавающем затворе его электрическое поле препятствует протеканию тока стока. Допустим при отсутствии заряда мы могли подавать на «основной» затвор напряжение +5В, и при этом в цепи стока начинал протекать ток. При заряженном плавающем затворе такое напряжение не сможет заставить ток течь, поскольку электрическое поле плавающего затвора будет ему мешать. В этом случае ток потечет только при напряжении +10В (к примеру =) ). Таким образом, мы получаем два пороговых значения напряжения. И, подав, к примеру +7.5В мы сможем по наличию или отсутствию тока стока сделать вывод о наличии или отсутствии заряда на плавающем затворе. Вот таким образом и происходит считывание сохраненной информации.