什么是铁电存储器？

更新时间：2024-09-10

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铁电存储器（FeRAM）是一种可读写的半导体存储器（RAM：随机存取存储器）。它通过施加电压使铁电电容器极化，并沿残余极化存储器的方向存储数据。

当电源关闭时会丢失其内容的存储器称为易失性存储器，而不会丢失其内容的存储器称为非易失性存储器。 RAM的主要类型是SRAM（统计RAM）和DRAM（动态RAM），都是易失性存储器，但铁电存储器是非易失性存储器。

铁电存储器是一种非易失性存储器，具有高速运行、低功耗、高重写次数的特点，非常适合实时频繁重写数据的应用。因此，作为独立的存储芯片，它被广泛应用于IC卡、射频标签、电力和燃气智能仪表、行车记录仪、医疗监视器、POS、多功能设备计数器和工业机器人等领域。

此外，通过将铁电存储器纳入微控制器中，与配备闪存或EEPROM的传统产品相比，可以实现更快的操作和更低的功耗，因此也有望应用于通用微控制器。

铁电存储器具有即使断电也能保留数据的优点，并且功耗低、写入速度快、保证数据重写次数高。

写入数据时，字线置高，晶体管导通，驱动位线和板线，使铁电电容极化。如果位线电位是电源电压(Vcc)并且板线电位是0V，则写入数据“1"，如果位线电位是0V并且板线电位是Vcc，则写入数据“0" "这样写道。

读取数据时，将位线设置为0V后，向字线施加等于Vcc加上晶体管阈值电压的电压，使晶体管导通，并将板线电位从0V升高到Vcc。当数据“1"存储在电容器中时，由于极化反转而发生大量电荷转移，并且位线电位显着增加。

当存储数据“0"时，不会发生极化反转并且位线电位的变化很小。连接到位线的感测放大器感测该电势差并读取数据。

除了1T1C型之外，还有一种称为2T2C型的铁电存储器。 2T2C型具有使用两个1T1C型存储单元作为基本存储单元的配置。通过将成对的铁电电容器沿不同方向极化以增加读出期间的电位差，可以提高存储器读出精度。

另外，在铁电存储器中，读取数据“1"后，数据被破坏，电容器中的数据变为“0"。因此，读取数据后，需要将板线电位从Vcc变为0V，重新写入数据。

铁电存储器一般采用一个晶体管和一个电容器的组合作为其基本存储单元。这种类型的铁电存储器称为1T1C型，其结构与DRAM类似。

与DRAM不同的是，铁电存储器采用PZT（锆钛酸铅）、SBT（钽酸锶铋）等铁电电容，而DRAM结构中的字线和位线还需要板线。

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