Lze vymazat paměť EPROM pomocí UV-LED?

      16.6.2010 V jedné diskusi padl tento dotaz, zda-li je možné vymazat EPROMku běžnou UV-LEDkou. Já jsem byl přesvědčen, že to během rozumné doby není možné, protože výkon UV-LED je více jak 100x menší než u mazací zářivky a taktéž vlnová délka vyzařovaného světla běžně dostupných UV-LED je mnohem delší, než předepsaných 254 nm. Na netu jsem dokonce našel, že už to nějaký pokusník zkoušel a bez úspěchu. Jeden z diskutujících mě však výsledkem svého pokusu zviklal a tak sem si to chtěl sám ověřit.
      Nejprve bych ještě stručně připomněl princip paměti EPROM. Paměťová buňka je tvořena tranzistorem MOSFET s izolovaným plovoucím hradlem. Pokud je hradlo bez náboje, je tranzistor zavřený a z buňky čteme úroveň log. 1. Pokud je hradlo nabité tak, že je překonáno prahové napětí, je tranzistor otevřený a z buňky čteme úroveň log. 0. Při programování se pomocí vyššího napětí (typ. 12 - 25 V) protuneluje náboj z přívodu hradla skrz izolační oxidovou vrstvu na plovoucí hradlo a tam bez rušivých okolních vlivů vydrží usazen desítky let. Mazání se pak provádí ozářením UV-C světlem skrze okénko z křemičitého skla nad čipem v keramickém pouzdru. Standardně se k mazaní používají rtuťové výbojky a doba osvitu je asi 15 minut. Potřebná dávka ozáření je asi 6 - 25 Ws/cm2. Výbojka musí být umístěna blízko paměti, protože okolní vzduch se ionizuje a tlumí UV záření. Existují taky levné verze OTP (One Time Programming) EPROM v plastovém pouzdru bez okénka, které běžně mazat nelze. Avšak v dřívějších dobách nouze byly konány pokusy o výmaz OTP EPROM pomocí rentgenového záření, což je sice spolehlivě vymaže, ale může také poškodit jejich jemnou strukturu.

EPROM and UV-LED

      v GM sem koupil tuto UV-LED s maximem vyzařování na 385 - 390 nm za 10,- Kč. Napájecí proud jsem nastavil na 24 mA při úbytku 3,34 V. Vzhledem k typické účinnosti těchto UV-LED necelých 15%, lze z ní dostat asi 10 mW optického výkonu. Jako pokusnou paměť jsem vytáhnul z šuplíku NM27C512Q-150 s kapacitou 64 kB od National Semiconductors. Vymazal jsem ji výbojkou a v programátoru naprogramoval obsah samé 0. Ke skleněnému okénku jsem přilepil papírovou ruličku a do ni zasadil UV-LED tak, že se přímo dotýkala skla. Pak už jsem to jen nechal svítit a občas obsah paměti přečetl. Jednoduchým prográmkem jsem spočítal počet všech 0 a 1 bitů. Ze začátku se dlouho nic nedělo, ale si po 8 hodinách začly padat první bity. Zde je graf, jak se vyvíjel počet smazaných bitů v čase:

erased bits count during time

      Jak je vidět, nejvíce se obsah paměti měnil po 10 - 30 hodinách, k plnému výmazu však došlo až po 70 hodinách osvitu. Napadlo mě také přečtená data z paměti reprezentovat graficky. Zde je obraz paměti vymazané na 90%, černá odpovídá bajtu s hodnotou 00h a bílá odpovídá hodnotě FFh. Jak je vidět, obrazec zdaleka není čistě náhodný šum. To je dáno nehomogenním ozářením v ploše čipu odpovídajícím vyzařovací charakteristice UV-LED.

EPROM image at 90% erased

      Závěrem lze tedy říci, že mazání pomocí běžné UV-LED je sice možné, ale extrémně zdlouhavé a neefektivní. To už lépe poslouží ostré letní slunce, kde stačí expozice pár hodin. Polovodiče však neřekly své poslední slovo. Na světě už existují krátkovlnné UV-LED do 240 nm s kterými by mazání trvalo určitě kratší dobu, jejich výkon je ale oproti výbojkám pořád dost malý.



Zpět

Aktualizováno 26.6.2010 v 23:41

Creatin ethyl ester nejsilnější forma creatinu