闪存的存储原理

1. 储存卡存储数据原理

储存卡也可以叫做闪存主要分为NOR Flash和NAND Flash两种，两种闪存的原理有所不同，下面介绍的就是这两种闪存运作的基本原理。
NOR Flash
闪存将数据存储在由浮闸晶体管组成的记忆单元数组内，在单阶存储单元(Single-level cell, SLC)设备中，每个单元只存储1比特的信息。而多阶存储单元(Multi-level cell, MLC)设备则利用多种电荷值的控制让每个单元可以存储1比特以上的数据。
闪存的每个存储单元类似一个标准MOSFET, 除了晶体管有两个而非一个闸极。在顶部的是控制闸(Control Gate, CG)，如同其他MOS晶体管。但是它下方则是一个以氧化物层与周遭绝缘的浮闸(Floating Gate, FG)。这个FG放在CG与MOSFET通道之间。由于这个FG在电气上是受绝缘层独立的, 所以进入的电子会被困在里面。在一般的条件下电荷经过多年都不会逸散。当FG抓到电荷时，它部分屏蔽掉来自CG的电场，并改变这个单元的阀电压(VT)。在读出期间。利用向CG的电压，MOSFET通道会变的导电或保持绝缘。这视乎该单元的VT而定(而该单元的VT受到FG上的电荷控制)。这股电流流过MOSFET通道，并以二进制码的方式读出、再现存储的数据。在每单元存储1比特以上的数据的MLC设备中，为了能够更精确的测定FG中的电荷位准，则是以感应电流的量(而非单纯的有或无)达成的。
逻辑上，单层NOR Flash单元在默认状态代表二进制码中的“1”值，因为在以特定的电压值控制闸极时，电流会流经通道。经由以下流程，NOR Flash 单元可以被设置为二进制码中的“0”值。
1. 对CG施加高电压(通常大于5V)。
2. 现在通道是开的，所以电子可以从源极流入汲极(想象它是NMOS晶体管)。
3. 源-汲电流够高了，足以导致某些高能电子越过绝缘层，并进入绝缘层上的FG，这种过程称为热电子注入。
由于汲极与CG间有一个大的、相反的极性电压，借由量子穿隧效应可 以将电子拉出FG，所以能够地用这个特性抹除NOR Flash单元(将其重设为“1”状态)。现代的NOR Flash芯片被分为若干抹除片段(常称为区扇(Blocks or sectors))，抹除操作只能以这些区块为基础进行;所有区块内的记忆单元都会被一起抹除。不过一般而言，写入NOR Flash单元的动作却可以单一字节的方式进行。
虽然抹写都需要高电压才能进行，不过实际上现今所有闪存芯片是借由芯片内的电荷帮浦产生足够的电压，所以只需要一个单一的电压供应即可。

2. 闪存是什么意思

闪存是一种非易失性存储器。

闪存是一种存储介质，广泛应用于现代电子设备中。以下是详细的解释：

1. 基本定义：闪存是一种非易失性存储器，即它能够在没有外部电源供应的情况下保存数据。这意味着即使在关闭电子设备或断开电源后，存储在闪存中的数据也不会丢失。这种特性使得闪存广泛应用于便携式设备中，如数码相机、手机、平板电脑等。

2. 工作原理：闪存采用了一种特殊的存储技术，通过电子方式改变存储单元的状态来存储数据。它不同于传统的硬盘或机械式存储器，不需要物理旋转的磁盘或机械操作来读写数据。这使得闪存具有更高的耐用性和更快的读写速度。

3. 应用场景：由于闪存的便携性、高速读写能力和非易失性，它在许多领域都有广泛的应用。在手机和平板电脑中，闪存用于存储操作系统、应用程序和用户的文件和数据。在数码相机和其他摄影设备中，闪存用于存储拍摄的图像和视频。此外，它还广泛应用于USB存储设备、便携式音乐播放器等。随着技术的发展，闪存的应用范围还将继续扩大。

总的来说，闪存是一种重要的非易失性存储器，具有广泛的应用场景和出色的性能特点。它的出现极大地推动了现代便携式电子设备的发展，提高了数据的安全性和存储效率。

3. 闪存是什么

闪存是一种电子设备中的存储介质。

闪存是一种非易失性存储器，这意味着即使在断开电源后，它也能保持存储的数据不会丢失。它被广泛用于各种电子设备中，如计算机、手机、数码相机、MP3播放器等。下面将对闪存的详细特性进行解释。

1. 闪存的基本特性：闪存具有高速读写和存储的能力。与传统的硬盘存储器相比，闪存具有更小的体积、更低的能耗和更高的耐用性。它不需要活动部件，因此也没有机械故障的风险。

2. 闪存的存储原理：闪存使用了一种称为浮栅技术的半导体工艺来存储数据。每个闪存单元都可以被编程以表示二进制信息中的0或1，通过改变单元内部的电荷状态来实现数据的存储和读取。多个闪存单元的组合可以存储更复杂的数据结构，如文件或程序。

3. 闪存的分类与应用：根据技术类型和规格的不同，闪存可以分为多种类型，如NOR闪存和NAND闪存等。NOR闪存适用于需要快速读取应用的场合，如智能手机操作系统等。NAND闪存则广泛用于数据存储设备，如SD卡和USB闪存盘等。此外，随着技术的发展，闪存密度不断提高，使得它在现代电子设备中发挥着越来越重要的作用。

总的来说，闪存是现代电子设备的核心组件之一，其重要性在未来只会继续增加。

4. 闪存的存储原理

要讲解闪存的存储原理，还是要从EPROM和EEPROM说起。
EPROM是指其中的内容可以通过特殊手段擦去，然后重新写入。其基本单元电路（存储细胞），常采用浮空栅雪崩注入式MOS电路，简称为FAMOS。它与MOS电路相似，是在N型基片上生长出两个高浓度的P型区，通过欧姆接触分别引出源极S和漏极D。在源极和漏极之间有一个多晶硅栅极浮空在SiO2绝缘层中，与四周无直接电气联接。这种电路以浮空栅极是否带电来表示存1或者0，浮空栅极带电后（譬如负电荷），就在其下面，源极和漏极之间感应出正的导电沟道，使MOS管导通，即表示存入0。若浮空栅极不带电，则不形成导电沟道，MOS管不导通，即存入1。
EEPROM基本存储单元电路的工作原理如下图所示。与EPROM相似，它是在EPROM基本单元电路的浮空栅的上面再生成一个浮空栅，前者称为第一级浮空栅，后者称为第二级浮空栅。可给第二级浮空栅引出一个电极，使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压，第一浮空栅极与漏极之间产生隧道效应，使电子注入第一浮空栅极，即编程写入。若使VG为负电压，强使第一级浮空栅极的电子散失，即擦除。擦除后可重新写入。
闪存的基本单元电路，与EEPROM类似，也是由双层浮空栅MOS管组成。但是第一层栅介质很薄，作为隧道氧化层。写入方法与EEPROM相同，在第二级浮空栅加以正电压，使电子进入第一级浮空栅。读出方法与EPROM相同。擦除方法是在源极加正电压利用第一级浮空栅与源极之间的隧道效应，把注入至浮空栅的负电荷吸引到源极。由于利用源极加正电压擦除，因此各单元的源极联在一起，这样，快擦存储器不能按字节擦除，而是全片或分块擦除。 到后来，随着半导体技术的改进，闪存也实现了单晶体管（1T）的设计，主要就是在原有的晶体管上加入了浮动栅和选择栅，
在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮动棚。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是0或1取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0，无电子为1。
闪存就如同其名字一样，写入前删除数据进行初始化。具体说就是从所有浮动栅中导出电子。即将有所数据归“1”。
写入时只有数据为0时才进行写入，数据为1时则什么也不做。写入0时，向栅电极和漏极施加高电压，增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来，电子就会突破氧化膜绝缘体，进入浮动栅。
读取数据时，向栅电极施加一定的电压，电流大为1，电流小则定为0。浮动栅没有电子的状态（数据为1）下，在栅电极施加电压的状态时向漏极施加电压，源极和漏极之间由于大量电子的移动，就会产生电流。而在浮动栅有电子的状态（数据为0）下，沟道中传导的电子就会减少。因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后，很难对沟道产生影响。