快閃記憶體的存儲原理

1. 儲存卡存儲數據原理

儲存卡也可以叫做快閃記憶體主要分為NOR Flash和NAND Flash兩種，兩種快閃記憶體的原理有所不同，下面介紹的就是這兩種快閃記憶體運作的基本原理。
NOR Flash
快閃記憶體將數據存儲在由浮閘晶體管組成的記憶單元數組內，在單階存儲單元(Single-level cell, SLC)設備中，每個單元只存儲1比特的信息。而多階存儲單元(Multi-level cell, MLC)設備則利用多種電荷值的控制讓每個單元可以存儲1比特以上的數據。
快閃記憶體的每個存儲單元類似一個標准MOSFET, 除了晶體管有兩個而非一個閘極。在頂部的是控制閘(Control Gate, CG)，如同其他MOS晶體管。但是它下方則是一個以氧化物層與周遭絕緣的浮閘(Floating Gate, FG)。這個FG放在CG與MOSFET通道之間。由於這個FG在電氣上是受絕緣層獨立的, 所以進入的電子會被困在裡面。在一般的條件下電荷經過多年都不會逸散。當FG抓到電荷時，它部分屏蔽掉來自CG的電場，並改變這個單元的閥電壓(VT)。在讀出期間。利用向CG的電壓，MOSFET通道會變的導電或保持絕緣。這視乎該單元的VT而定(而該單元的VT受到FG上的電荷控制)。這股電流流過MOSFET通道，並以二進制碼的方式讀出、再現存儲的數據。在每單元存儲1比特以上的數據的MLC設備中，為了能夠更精確的測定FG中的電荷位準，則是以感應電流的量(而非單純的有或無)達成的。
邏輯上，單層NOR Flash單元在默認狀態代表二進制碼中的「1」值，因為在以特定的電壓值控制閘極時，電流會流經通道。經由以下流程，NOR Flash 單元可以被設置為二進制碼中的「0」值。
1. 對CG施加高電壓(通常大於5V)。
2. 現在通道是開的，所以電子可以從源極流入汲極(想像它是NMOS晶體管)。
3. 源-汲電流夠高了，足以導致某些高能電子越過絕緣層，並進入絕緣層上的FG，這種過程稱為熱電子注入。
由於汲極與CG間有一個大的、相反的極性電壓，藉由量子穿隧效應可 以將電子拉出FG，所以能夠地用這個特性抹除NOR Flash單元(將其重設為「1」狀態)。現代的NOR Flash晶元被分為若干抹除片段(常稱為區扇(Blocks or sectors))，抹除操作只能以這些區塊為基礎進行;所有區塊內的記憶單元都會被一起抹除。不過一般而言，寫入NOR Flash單元的動作卻可以單一位元組的方式進行。
雖然抹寫都需要高電壓才能進行，不過實際上現今所有快閃記憶體晶元是藉由晶元內的電荷幫浦產生足夠的電壓，所以只需要一個單一的電壓供應即可。

2. 快閃記憶體是什麼意思

快閃記憶體是一種非易失性存儲器。

快閃記憶體是一種存儲介質，廣泛應用於現代電子設備中。以下是詳細的解釋：

1. 基本定義：快閃記憶體是一種非易失性存儲器，即它能夠在沒有外部電源供應的情況下保存數據。這意味著即使在關閉電子設備或斷開電源後，存儲在快閃記憶體中的數據也不會丟失。這種特性使得快閃記憶體廣泛應用於攜帶型設備中，如數碼相機、手機、平板電腦等。

2. 工作原理：快閃記憶體採用了一種特殊的存儲技術，通過電子方式改變存儲單元的狀態來存儲數據。它不同於傳統的硬碟或機械式存儲器，不需要物理旋轉的磁碟或機械操作來讀寫數據。這使得快閃記憶體具有更高的耐用性和更快的讀寫速度。

3. 應用場景：由於快閃記憶體的便攜性、高速讀寫能力和非易失性，它在許多領域都有廣泛的應用。在手機和平板電腦中，快閃記憶體用於存儲操作系統、應用程序和用戶的文件和數據。在數碼相機和其他攝影設備中，快閃記憶體用於存儲拍攝的圖像和視頻。此外，它還廣泛應用於USB存儲設備、攜帶型音樂播放器等。隨著技術的發展，快閃記憶體的應用范圍還將繼續擴大。

總的來說，快閃記憶體是一種重要的非易失性存儲器，具有廣泛的應用場景和出色的性能特點。它的出現極大地推動了現代攜帶型電子設備的發展，提高了數據的安全性和存儲效率。

3. 快閃記憶體是什麼

快閃記憶體是一種電子設備中的存儲介質。

快閃記憶體是一種非易失性存儲器，這意味著即使在斷開電源後，它也能保持存儲的數據不會丟失。它被廣泛用於各種電子設備中，如計算機、手機、數碼相機、MP3播放器等。下面將對快閃記憶體的詳細特性進行解釋。

1. 快閃記憶體的基本特性：快閃記憶體具有高速讀寫和存儲的能力。與傳統的硬碟存儲器相比，快閃記憶體具有更小的體積、更低的能耗和更高的耐用性。它不需要活動部件，因此也沒有機械故障的風險。

2. 快閃記憶體的存儲原理：快閃記憶體使用了一種稱為浮柵技術的半導體工藝來存儲數據。每個快閃記憶體單元都可以被編程以表示二進制信息中的0或1，通過改變單元內部的電荷狀態來實現數據的存儲和讀取。多個快閃記憶體單元的組合可以存儲更復雜的數據結構，如文件或程序。

3. 快閃記憶體的分類與應用：根據技術類型和規格的不同，快閃記憶體可以分為多種類型，如NOR快閃記憶體和NAND快閃記憶體等。NOR快閃記憶體適用於需要快速讀取應用的場合，如智能手機操作系統等。NAND快閃記憶體則廣泛用於數據存儲設備，如SD卡和USB快閃記憶體檔等。此外，隨著技術的發展，快閃記憶體密度不斷提高，使得它在現代電子設備中發揮著越來越重要的作用。

總的來說，快閃記憶體是現代電子設備的核心組件之一，其重要性在未來只會繼續增加。

4. 快閃記憶體的存儲原理

要講解快閃記憶體的存儲原理，還是要從EPROM和EEPROM說起。
EPROM是指其中的內容可以通過特殊手段擦去，然後重新寫入。其基本單元電路（存儲細胞），常採用浮空柵雪崩注入式MOS電路，簡稱為FAMOS。它與MOS電路相似，是在N型基片上生長出兩個高濃度的P型區，通過歐姆接觸分別引出源極S和漏極D。在源極和漏極之間有一個多晶硅柵極浮空在SiO2絕緣層中，與四周無直接電氣聯接。這種電路以浮空柵極是否帶電來表示存1或者0，浮空柵極帶電後（譬如負電荷），就在其下面，源極和漏極之間感應出正的導電溝道，使MOS管導通，即表示存入0。若浮空柵極不帶電，則不形成導電溝道，MOS管不導通，即存入1。
EEPROM基本存儲單元電路的工作原理如下圖所示。與EPROM相似，它是在EPROM基本單元電路的浮空柵的上面再生成一個浮空柵，前者稱為第一級浮空柵，後者稱為第二級浮空柵。可給第二級浮空柵引出一個電極，使第二級浮空柵極接某一電壓VG。若VG為正電壓，第一浮空柵極與漏極之間產生隧道效應，使電子注入第一浮空柵極，即編程寫入。若使VG為負電壓，強使第一級浮空柵極的電子散失，即擦除。擦除後可重新寫入。
快閃記憶體的基本單元電路，與EEPROM類似，也是由雙層浮空柵MOS管組成。但是第一層柵介質很薄，作為隧道氧化層。寫入方法與EEPROM相同，在第二級浮空柵加以正電壓，使電子進入第一級浮空柵。讀出方法與EPROM相同。擦除方法是在源極加正電壓利用第一級浮空柵與源極之間的隧道效應，把注入至浮空柵的負電荷吸引到源極。由於利用源極加正電壓擦除，因此各單元的源極聯在一起，這樣，快擦存儲器不能按位元組擦除，而是全片或分塊擦除。 到後來，隨著半導體技術的改進，快閃記憶體也實現了單晶體管（1T）的設計，主要就是在原有的晶體管上加入了浮動柵和選擇柵，
在源極和漏極之間電流單向傳導的半導體上形成貯存電子的浮動棚。浮動柵包裹著一層硅氧化膜絕緣體。它的上面是在源極和漏極之間控制傳導電流的選擇/控制柵。數據是0或1取決於在硅底板上形成的浮動柵中是否有電子。有電子為0，無電子為1。
快閃記憶體就如同其名字一樣，寫入前刪除數據進行初始化。具體說就是從所有浮動柵中導出電子。即將有所數據歸「1」。
寫入時只有數據為0時才進行寫入，數據為1時則什麼也不做。寫入0時，向柵電極和漏極施加高電壓，增加在源極和漏極之間傳導的電子能量。這樣一來，電子就會突破氧化膜絕緣體，進入浮動柵。
讀取數據時，向柵電極施加一定的電壓，電流大為1，電流小則定為0。浮動柵沒有電子的狀態（數據為1）下，在柵電極施加電壓的狀態時向漏極施加電壓，源極和漏極之間由於大量電子的移動，就會產生電流。而在浮動柵有電子的狀態（數據為0）下，溝道中傳導的電子就會減少。因為施加在柵電極的電壓被浮動柵電子吸收後，很難對溝道產生影響。