铁电随机存取存储器(FRAM)的写入和擦除机制主要基于铁电材料的铁电效应,以下是具体介绍:
利用铁电材料特性:FRAM中的铁电材料具有独特的极化特性,在没有外部电场作用时,它能保持两种不同的极化状态,可分别用来表示逻辑“0”和逻辑“1”。
施加电场改变极化方向:写入数据时,通过在铁电材料上施加一定强度和方向的电场来改变其极化方向,从而实现数据写入。例如,当需要写入逻辑“1”时,施加一个特定方向的电场,使铁电材料的极化方向朝一个方向;而写入逻辑“0”时,则施加相反方向的电场,使极化方向反转。
晶体管控制:在FRAM的存储单元中,通常会有一个晶体管与铁电电容相连。当需要写入数据时,先通过地址线选中对应的存储单元,使该单元的晶体管导通,然后通过位线将数据信号对应的电场施加到铁电电容上,完成数据写入。
与写入机制的关联性:FRAM与一些传统存储器(如Flash)不同,它在写入数据时不需要专门的擦除操作。因为FRAM的写入过程实际上就是通过改变极化方向来重新存储新数据,新数据的写入自动覆盖了原来的数据,相当于完成了“擦除”旧数据的过程。
本质是极化方向重设:从本质上讲,擦除的过程就是将铁电材料的极化状态重新设置为与新写入数据对应的极化方向。如果原来存储的是逻辑“1”,现在要写入逻辑“0”,那么通过施加反向电场,使铁电材料的极化方向从原来表示“1”的状态转变为表示“0”的状态,就实现了对旧数据的擦除和新数据的写入。