ساختار فلش مموری

[علیرضاافروزه]

حافظه های الکترونیکی در انواع 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 . قطعاتی از قبیل تراشه های BIOS ، حافظه های فلش متراکم شده که در دوربین های دیجیتالی به کار می روند ، حافظه های هوشمند ، Memory Stick و کارت های حافظه که در کنسول های بازی به کار می روند همه و همه از این نوع حافظه استفاده می کنند . در این قسمت به فن آوری و زیر ساخت این نوع حافظه نگاهی کوتاه داریم . حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . همان طور که در مقالات قبلی ذکر شد 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 کدام از این سلول ها ازتعدادی ترانزیستور ساخته شده و هر کدام از این سلول ها توسط لایه های اکسید از دیگر سلول ها جدا می باشد . درداخل این سلول ها دو ترانزیستور معروف با نام های Floating gate و Control gate استفاده می شود . Floating gate به خط ارتباطی سطر ها متصل بوده و تا زمانی که ارتباط بین این دو ترانزیستور برقرار باشد ، این سلول دارای ارزش ١ می باشد . این سلول ها می توانند دارای ارزش ١ و یا ٪ باشند . Tunneling : این روش برای تغییر دادن مکان الکترون های ایجاد شده در Floating gate بکار می رود . اغلب سیگنال های شارژ الکترونیکی بین ١٪ تا ١٣ ولت می باشند که این میزان توسط Floating gateاستفاده می شود . در زمان Tunneling این میزان توسط ستون ها از Floating gate گذشته و به زمین منتقل می شود . این سیگنال باعث می شود که این ترانزیستور مشابه یک تفنگ الکترونی وارد عمل شود . این تفنگ الکترونی ، الکترون ها به خارج لایه اکسید شده رانده و بدین ترتیب باعث از بین رفتن آنها می شود . در اینجا واحد مخصوصی به نام حسگر سلول وارد عمل شده و عمل Tunneling همراه با مقدارش را ثبت می کند . اگر مقدار این سیگنال که از میان دو ترانزیستور می گذرد کمتر از نصف آستانه حساسیت حسگر باشد ، برای آن سلول در ارزش گذاری رقم ٪ ثبت می شود . ذکر این نکته ضروری است که این سلول ها در حالت عادی دارای ارزش ١ هستند . با این توضیحات ممکن است فکر کنید که درون رادیو خودروی شما یک حافظه فلش قراردارد . درست حدس زدید ، اطلاعات ایستگاه های رادیوئی مورد علاقه شما در نوعی حافظه به اسم Flash ROM ذخیره می شود . البته نحوه ثبت و نگهداری اطلاعات در این نوع حافظه به کلی با Flash memory فرق می کند . این نوع حافظه برای نگهداری اطلاعات به یک منبع الکتریسیته خارجی احتیاج دارد . در صورتی که حافظه های فلش بدون نیاز به منبع خارجی اطلاعات را ثبت و ضبط می کنند . زمانی که شما اتومبیل خود را خاموش می کنید جریان بسیار کمی به سمت این حافظه در جریان است و همین جریان بسیار کم برای حفظ اطلاعات شما کافی می باشد . ولی با تمام شدن باتری خودرو و یا جدا کردن سیم برق کلیه اطلاعات ثبت شده از بین می رود . امروزه این فن آوری ، آنقدر سریع توسعه می یابد که تا چند سال دیگر قادر به ذخیره اطلاعات معادل ٤٪ گیگا بایت در فضائی به اندازه یک سانتی متر مربع هستیم . هم اکنون نیز این حافظه ها در ابعاد بسیار کوچک در ظرفیت های گوناگون در دسترس همه قرار دارد.