Die Erfahrung der Informationsspeicherung wird stark von Floating-Gate-MOSFETs beeinflusst, einem einzigartigen elektronischen Gerät. Das Coole an diesen Bits ist, dass sie Daten auch nach dem Ausschalten behalten können. In diesem Artikel wird erklärt, was Floating-Gate-MOS-Transistoren sind, wie sie funktionieren und welche Eigenschaften diese Geräte für verschiedene Arten elektronischer Systeme bieten können.
MOSFETs oder Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren sind wichtige elektronische Komponenten, mit denen der Stromfluss manipuliert werden kann. MOSFETs sind in einer Vielzahl von Haushaltsgegenständen zu finden, darunter Computer, Mobiltelefone und Fernseher. Floating-Gate-MOSFETs sind etwas Besonderes, da sie eine Ladung ohne Strom speichern können, was nicht bei allen MOSFET-Typen der Fall ist.
Ein Floating-Gate-MOSFET hält sehr wenige Teilchen, die Elektronen genannt werden, in einem Stück Metall (Floating Gate). Es ist von einem speziellen Isoliermaterial umgeben, das die Elektronen an Ort und Stelle festhält, wo sie nur durch diesen Kanal eintreten oder entweichen können. Wenn Elektronen auf dieses Gate aufgebracht werden – also durch den Stromfluss –, wird ein Tor zwischen diesen beiden leitenden Kammern geöffnet, und jedes einzelne Elektron, das in eine Seite des „Flusses“ eintritt, wird oben gefangen. Interessant dabei ist, dass diese eingefangenen Elektronen lange Zeit auf dem Gate verbleiben können und der Widerstand hoch bleibt, selbst wenn wir es ausgeschaltet haben. Diese Eigenschaft ermöglicht es Floating-Gate-MOSFETs, sich Informationen über einen langen Zeitraum zu „merken“.
Der Anwendungsbereich, für den Floating-Gate-MOSFETs am wichtigsten sind, wird als nichtflüchtiger Speicher bezeichnet. Nichtflüchtiger Speicher bezeichnet, wie der Name schon sagt, einen Speichertyp, der seine Informationen nicht verliert, auch wenn er nicht mehr eingeschaltet ist. Dies ist eine wichtige Funktion für viele elektronische Geräte wie USB-Laufwerke, Speicherkarten und Solid-State-Disks.
Dies ist der Speichertyp, bei dem Elektronen in einem Floating Gate gefangen sind, das nur hinzugefügt werden kann, ähnlich wie ich es zuvor erwähnt habe. Die Elektronen fließen zum Gate, wenn wir Spannung anlegen, und können dann sehr lange dort verbleiben, selbst wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Diese Besonderheit ermöglicht es Floating Gate-MOSFETs, Informationen für eine lange Zeit zu speichern.
Floating-Gate-MOSFET-Speichertyp: Es gibt verschiedene Arten von Floating-Gate-Speicher, darunter EEPROM (Electrically Erasable Programmable Network only Memory), NAND-Flash und NOR-Burst. Es gibt eine ganze Reihe von Typen und alle haben unterschiedliche Stärken und Schwächen. NAND-Flash-Speicher ist beispielsweise elektronisch sehr schnell und kann große Datenmengen speichern. Er kann jedoch nur in Gruppen gelöscht werden, was in manchen Fällen ein Nachteil ist. Im Gegensatz dazu ist NOR-Flash-Speicher langsamer, kann aber in kleineren Sektoren gelöscht werden und bietet daher eine individuellere Datenverwaltung für bestimmte Anwendungsfälle.
Sensorsysteme nutzen Sensoren, um statische oder dynamische Daten aus der Umgebung zu erfassen: Temperatur, Druck und Bewegung. In Computersystemen sind die Sammler spezielle Geräte, sogenannte Prozessoren, die diese Informationen dann analysieren und auf der Grundlage ihrer Ergebnisse Entscheidungen treffen. Floating-Gate-MOSFETs sind sowohl für Sensor- als auch für Computersysteme nützlich, da sie Daten über lange Zeiträume hinweg speichern können und dabei zuverlässig bleiben.
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