Memory adalah divais
yang dapat menyimpan besaran fisika dalam waktu yang cukup lama dan keberadaan
sifat tersebut dapat dideteksi. Untuk menyimpan informasi digital, cukup dua
besaran fisika yang disimpan. Satu besaran merepresentasikan bilangan biner 0 dan satu besaran untuk
merepresentasikan bilangan biner 1.
Salah satu memori yang sangat terkenal saat
ini adalah memory gerbang mengambang (floating gate memory). Memori ini yang
ada di dalam USB flash memory, memory hp, kamera, video, SD card, dan
sebagainya. Ukuran yang sangat kecil dapat menyimpan dana sangat besar.
Memory ini bisa diwujudkan berkat perkembangan teori kuantum, khususnya fenomena penerobosan (tunneling).
Gambar (1) adalah struktur floating gate memory (FGM). Terdiri dari susbstrat (channel), drain, source, control gate, dan floating gate. Floating gate dikelilingi oleh bahan isolator (oksida) sehingga tidak terhubung secara listrik dengan substrat maupun control gate.
Gambar (2). Keadaan memory, apakah menyimpan bit 0 atau bit 1 ditentukan oleh ada atau tidak adanya elektron pada floating gate. Jika floating gate menyimpan elektron (bermuatan negatif) maka memori menyimpan bit 0 dan jika floating gate tidak menyimpang elektron (netral) maka memori menyimpan bit 1.
Gambar (3). Bagaimana menyimpan bit 0 pada floating gate (mengisi elektron pada floating gate)? Control gate diberi tegangan yang lebih positif daripada drain atau source. Akibatnya timbul medan listrik yang cukup besar yang mengarah dari control gate ke substrat. Karena elektron bermuatan negatif maka elektron ditarik dalam arah berlawanan medan listrik. Akibatnya elektron dari substrate mengalir ke arah floating gate sehingga floating gate tersisi elektron. Jika tegangan dihentikan maka elektron akan terperangkap dalam floating gate dalam waktu yang sangat lama (bisa sampai 10 tahun). Jadi bit 0 tersimpan aman di dalam memory.
Gambar (4). Bagaimana menyimpan bit 1? Control gate diberi tegangan lebih negatif dibandingkan dengan tegangan drain dan source. Akibatnya elektron yang berada di dalam floating gate terdorong ke arah susbtrat dan floating gate menjadi kosong (kembali netral). Inilah bit 1.
Gambar (5). Bagaimana membaca data yang tersimpan? Jika ada muatan pada floating gate (kondisi bit nol) maka muatan ini menghasilkan medan listrik di substrat di bawahnya. Sebaliknya, jika floating gate netral (kondisi bit 1) maka tidak dihasilkan medan listrik di bawahnya. Ada dan tidak ada medan listrik di substrat mempengaruhi gerak elektron dalam susbstrat. Adanya medan listrik di substrat menyebabkan elektron mengalir lebih mudah daripada tanpa medan listrik.
Dengan perkataan lain, kondisi bit 0 dan dan bit 1 menyebabkan konduktivitas listrik yang berda pada substrat. Untuk mangasilkan arus listrik yang sama pada substrat maka kondisi bit 0 (ada medan lsitrik) memerlukan tegangan listrik antara control gate dan source yang lebih kecil daripada kondisi bit 1. Berdasarkan beda tegangan listrik untuk menghasilkan arus yang sama inilah dapat disimpulkan apakah yang tersimpan adalah bit 0 atau bit 1.
Memory ini bisa diwujudkan berkat perkembangan teori kuantum, khususnya fenomena penerobosan (tunneling).
Gambar (1) adalah struktur floating gate memory (FGM). Terdiri dari susbstrat (channel), drain, source, control gate, dan floating gate. Floating gate dikelilingi oleh bahan isolator (oksida) sehingga tidak terhubung secara listrik dengan substrat maupun control gate.
Gambar (2). Keadaan memory, apakah menyimpan bit 0 atau bit 1 ditentukan oleh ada atau tidak adanya elektron pada floating gate. Jika floating gate menyimpan elektron (bermuatan negatif) maka memori menyimpan bit 0 dan jika floating gate tidak menyimpang elektron (netral) maka memori menyimpan bit 1.
Gambar (3). Bagaimana menyimpan bit 0 pada floating gate (mengisi elektron pada floating gate)? Control gate diberi tegangan yang lebih positif daripada drain atau source. Akibatnya timbul medan listrik yang cukup besar yang mengarah dari control gate ke substrat. Karena elektron bermuatan negatif maka elektron ditarik dalam arah berlawanan medan listrik. Akibatnya elektron dari substrate mengalir ke arah floating gate sehingga floating gate tersisi elektron. Jika tegangan dihentikan maka elektron akan terperangkap dalam floating gate dalam waktu yang sangat lama (bisa sampai 10 tahun). Jadi bit 0 tersimpan aman di dalam memory.
Gambar (4). Bagaimana menyimpan bit 1? Control gate diberi tegangan lebih negatif dibandingkan dengan tegangan drain dan source. Akibatnya elektron yang berada di dalam floating gate terdorong ke arah susbtrat dan floating gate menjadi kosong (kembali netral). Inilah bit 1.
Gambar (5). Bagaimana membaca data yang tersimpan? Jika ada muatan pada floating gate (kondisi bit nol) maka muatan ini menghasilkan medan listrik di substrat di bawahnya. Sebaliknya, jika floating gate netral (kondisi bit 1) maka tidak dihasilkan medan listrik di bawahnya. Ada dan tidak ada medan listrik di substrat mempengaruhi gerak elektron dalam susbstrat. Adanya medan listrik di substrat menyebabkan elektron mengalir lebih mudah daripada tanpa medan listrik.
Dengan perkataan lain, kondisi bit 0 dan dan bit 1 menyebabkan konduktivitas listrik yang berda pada substrat. Untuk mangasilkan arus listrik yang sama pada substrat maka kondisi bit 0 (ada medan lsitrik) memerlukan tegangan listrik antara control gate dan source yang lebih kecil daripada kondisi bit 1. Berdasarkan beda tegangan listrik untuk menghasilkan arus yang sama inilah dapat disimpulkan apakah yang tersimpan adalah bit 0 atau bit 1.
+-+Microsoft+Word.png)
thanks , sangat bermanfaat
ReplyDelete