Floating Gate MOSFET: differenze tra le versioni

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In [[elettronica]], il '''Floating Gate MOSFET''', spesso abbreviato con l'[[acronimo]] '''FGMOS''', è un [[transistor ad effetto di campo]] la cui struttura è simile a quella di un [[MOSFET]]. Si tratta di un convenzionale transistore MOS con l'aggiunta di un ulteriore terminale di ''gate'', detto ''Floating Gate'', situato tra il substrato ed il ''Control Gate'' e separato da essi dal [[silice|biossido di silicio]] SiO<brsub>2</sub>. Questa struttura è un [[condensatore (elettrotecnica)|condensatore]], ed è capace di contenere carica elettrica per periodi molto lunghi, il che ne ha permesso l'utilizzo come cella [[memoria (informatica)|memoria]] in numerose applicazioni elettroniche. Alcune tra le numerose applicazioni del FGMOS sono le memorie [[EPROM]], [[EEPROM]] e [[memoria Flash|flash]].

Si tratta di un convenzionale transistore MOS con l'aggiunta di un ulteriore terminale di ''gate'', detto ''Floating Gate'', situato tra il substrato ed il ''Control Gate'' e separato da essi dal [[silice|biossido di silicio]] SiO₂. Questa struttura è un [[condensatore]], ed è capace di contenere carica elettrica per periodi molto lunghi, il che ne ha permesso l'utilizzo come cella [[memoria (informatica)|memoria]] in numerose applicazioni elettroniche. Alcune tra le numerose applicazioni del FGMOS sono le memorie [[EPROM]], [[EEPROM]] e [[memoria Flash|flash]].

Nei FGMOS a canale ''n'' l'iniezione di carica può avvenire in due modi, per [[hot carriers injection]], come nel caso delle memoria Flash, o per [[effetto tunnel]], come per le EEPROM; mentre nei dispositivi a canale ''p'' si usa il fenomeno di [[breakdown a valanga]], utilizzato nella programmazione delle EPROM.

==Storia==

Il primo progetto di un Floating Gate MOSFET fu presentato da Kahng and Sze,<ref>D. Kahng and S.M. Sze, "A floating-gate and its application to memory devices," The Bell System Technical Journal, vol. 46, no. 4, 1967, pp. 1288-1295</ref> nel 1967. La prima applicazione di un FGMOS fu l'utilizzo come memoria in dispositivi EEPROM, EPROM e flash.<br>

Nel 1989 la [[Intel]] sviluppò il primo FGMOS come elemento di memoria analogica non volatile nel chip ETANN,<ref>M. Holler, S. Tam, H. Castro, and R. Benson, "An electrically trainable artificial neural network with 10240 'floating gate' synapses," Proceeding of the International Joint Conference on Neural Networks, Washington, D.C., vol. II, 1989, pp. 191-196</ref> dimostrandone il potenziale anche al di fuori dell'ambito delle memorie digitali.

== Storia ==

I risultati di tre ricerche in particolare fondarono le basi per il sucessivo sviluppo del FGMOS :

[[ImageFile:Floating gate transistor.png|thumb|ASezione cross-sectiondi ofun atransistor floating-gate transistorMOSFET]]

Il primo progetto di un Floating Gate MOSFET fu presentato da [[Dawon Kahng|Kahng]] ande [[Simon Sze|Sze]],<ref>D. Kahng and S.M. Sze, "A floating-gate and its application to memory devices," The Bell System Technical Journal, vol. 46, no. 4, 1967, pp. 1288-1295</ref> nel 1967. La prima applicazione di un FGMOS fu l'utilizzo come memoria in dispositivi EEPROMEPROM, EPROMseguiti dalle [[EEPROM]] e molti anni dopo dalle [[Memoria flash|flash]].<br>

Nel 1989 la [[Intel]] sviluppò il primo FGMOS come elemento di memoria analogica non volatile nel chip ETANN,<ref>M. Holler, S. Tam, H. Castro, and R. Benson, "An electrically trainable artificial neural network with 10240 'floating gate' synapses," Proceeding of the International Joint Conference on Neural Networks, Washington, D.C., vol. II, 1989, pp. 191-196</ref> dimostrandone il potenziale anche al di fuori dell'ambito delle memorie digitali.

I risultati di tre ricerche in particolare fondarono le basi per il sucessivosuccessivo sviluppo del FGMOS :

# L'utilizzo dell'iniezione per effetto tunnel nella tecnologia CMOS di Thomsen e Brooke<ref>A. Thomsen and M.A. Brooke, "A floating gate MOSFET with tunneling injector fabricated using a standard double-polysilicon CMOS process," IEEE Electron Device Letters, vol. 12, 1991, pp. 111-113</ref> permise a molti ricercatori di studiare circuiti che utilizzano FGMOS senza ricorrere a processi di fabbricazione complessi.

# Il circuito ''ν''MOS, o neuron-MOS, sviluppato da Shibata and Ohmi<ref>T. Shibata and T. Ohmi, "A functional MOS transistor featuring gate-level weighted sum and threshold operations," IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 39, no. 6, 1992, pp. 1444-1455</ref> mostrò l'efficienza dell'uso dei raggi UV sui FGMOS.

# La retina adattiva di Carver Mead<ref>C.A. Mead and M. Ismail, editors, Analog VLSI Implementation of Neural Systems, Kluwer Academic Publishers, Norwell, MA, 1989</ref> fornì un primo esempio dell'uso di programmazione/cancellazione ripetuta tramite raggi UV nella tecnologia dei circuiti adattivi.

[[Image:Floating gate transistor.png|thumb|A cross-section of a floating-gate transistor]]

== Struttura ==

Un FGMOS consiste in uno standard MOS al quale è stato aggiunto il ''Floating Gate'', isolato elettricamente da due strati di SiO₂, tra il substrato ed il ''Control Gate''. Lo strato isolante di SiO₂ che separa il FG dal substrato deve esseresufficientementeessere sufficientemente sottile da permettere l'iniezione di cariche, mentre lo strato che lo separa dal ''Control Gate'' deve essere spesso a sufficienza da non consentire la fuoriuscita di carica dal dispositivo.

Vi sono numeriosenumerose varianti di questo schema, tra le quali alcune presentano l'aggiunta di più terminali di ''gate'' per transistor al fine di poter memorizzare più di un bit di informazione. Il processo di iniezione delle cariche, in particolare, modifica la struttura del dispositivo.

== Note==

<references/>

==Collegamenti esterni==

*[http://etd.gatech.edu/theses/available/etd-08062006-001021/unrestricted/ozalevli_erhan_200612_phd.pdf EXPLOITING FLOATING-GATE TRANSISTOR PROPERTIES IN ANALOG AND MIXED-SIGNAL CIRCUIT DESIGN]

*[http://computer.howstuffworks.com/rom4.htm Howstuffworks "How ROM Works"]

*[http://www.cs.washington.edu/homes/diorio/Publications/CoAuthConfPapers/PaulHasler/Floatgate_dev.pdf Floating Gate Devices]

*[http://www.amazon.com/dp/3639134109 FLOATING-GATE TRANSISTORS IN ANALOG AND MIXED-SIGNAL CIRCUIT DESIGN]

*[http://www.amazon.com/dp/3836441772 Tunable and reconfigurable circuits using floating-gate transistors]

== Voci correlate ==

* [[IGBT]]

* [[MOSFET]]

* [[MESFET]]

* [[IGBTCMOS]]

* [[Logica NMOS]]

* [[Logica PMOS]]

==Collegamenti esterni==

[[Categoria:Transistor ad effetto di campo]]

*[{{cita web |1=http://etd.gatech.edu/theses/available/etd-08062006-001021/unrestricted/ozalevli_erhan_200612_phd.pdf |2=EXPLOITING FLOATING-GATE TRANSISTOR PROPERTIES IN ANALOG AND MIXED-SIGNAL CIRCUIT DESIGN] |accesso=8 novembre 2010 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110105165103/http://etd.gatech.edu/theses/available/etd-08062006-001021/unrestricted/ozalevli_erhan_200612_phd.pdf |dataarchivio=5 gennaio 2011 |urlmorto=sì }}

*[{{cita web|http://computer.howstuffworks.com/rom4.htm |Howstuffworks "How ROM Works"]}}

*[http{{cita web|https://www.cs.washington.edu/homes/diorio/Publications/CoAuthConfPapers/PaulHasler/Floatgate_dev.pdf |Floating Gate Devices]}}

*[http{{cita web|https://www.amazon.com/dp/3639134109 |FLOATING-GATE TRANSISTORS IN ANALOG AND MIXED-SIGNAL CIRCUIT DESIGN]}}

*[http{{cita web|https://www.amazon.com/dp/3836441772 |Tunable and reconfigurable circuits using floating-gate transistors]}}

{{Portale|elettronica}}

[[en:Floating Gate MOSFET]]

[[de:Floating-Gate-Transistor]]

[[Categoria:Transistor ad effetto di campo]]

[[ru:Транзистор с плавающим затвором]]