详解Flash存储器闪存工作原理及具体步骤

什么是闪存?了解闪存最好的方式就是从它的“出生”它的“组成”均研究的透彻底底的。

闪存的存储单元为三端器件，与场效应管有相同的名称：源极、漏极和栅极。栅极与硅衬底之间有二氧化硅绝缘层，用来保护浮置栅极中的电荷不会泄漏。采用这种结构，使得存储单元具有了电荷保持能力，就像是装进瓶子里的水，当你倒入水后，水位就一直保持在那里，直到你再次倒入或倒出，所以闪存具有记忆能力。

与场效应管一样，闪存也是一种电压控制型器件。NAND型闪存的擦和写均是基于隧道效应，电流穿过浮置栅极与硅基层之间的绝缘层，对浮置栅极进行充电 (写数据)或放电(擦除数据)。而NOR型闪存擦除数据仍是基于隧道效应(电流从浮置栅极到硅基层)，但在写入数据时则是采用热电子注入方式(电流从浮置栅极到源极)。

场效应管工作原理

场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高(108～109Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。

闪存采用MOSFET来存放数据

MOSFET结构如下图

数据就存放在floaTIng gate(悬浮门)之中，一个门可以存放1bit数据

如图所示，门中电压有个阈值Vth

如果检测到电压超过Vth，那么便认为这个bit是0

数据的写入和擦除，都通过controlgate来完成。

至于具体的步骤。

涉及到半导体基础知识，如果需要了解，请参考模拟电路相关书籍。

这是一个比特，对于闪存来说，如图

这是一个闪存颗粒的内部结构，每一行是其中一个page，一个page由33792个刚才那样的门组成。

共4KByte，注意这里单位是千字节1Byte=8bit 这里总共有64个page，组成了一个block。

wordline是字线，由其控制读取和写入，所以page是最小的读写单位 而这个block是最小的擦除单位。

我们知道闪存颗粒分为SLC MLC TLC 这就是因为对电压的分级不同。

SLC将电压分为2级，大于Vth表示0小于Vth表示1，一个CELL只表示1个bit MLC是MulTI-Level Cell，将电压分为4份，分别可以表示00 01 10 11，一个CELL表示2个bit TLC是Triple-Level Cell，将电压分为8份，可以表示000 001 010 011 100 101 110 111 一个CELL表示3个bit。