EPROM nasıl çalışır?

EPROM, yani Silinebilir Programlanabilir Salt Okunur Bellek, bilgisayar dünyasında uzun yıllardır kullanılan bir bellek türüdür. Verileri saklama ve gerektiğinde okuma yeteneği sayesinde, özellikle gömülü sistemlerde ve eski bilgisayarlarda sıklıkla karşımıza çıkar. Peki, EPROM tam olarak nasıl çalışır ve verileri nasıl saklar?

EPROM'un Temel Yapısı

EPROM'un temelinde, MOSFET (Metal Oksit Yarı İletken Alan Etkili Transistör) adı verilen transistörler bulunur. Her bir bellek hücresi, bir MOSFET'ten oluşur. Bu MOSFET'in en önemli özelliği, "floating gate" adı verilen, yalıtılmış bir kapıya sahip olmasıdır. Bu kapı, normal kapı ile yarı iletken malzeme arasında bulunur ve herhangi bir bağlantısı yoktur. İşte bu yalıtılmış kapı, verilerin saklanmasında kritik bir rol oynar.

Veri Yazma (Programlama) İşlemi

EPROM'a veri yazmak, yani programlamak için, yüksek voltaj uygulanır. Bu yüksek voltaj, elektronların yalıtılmış kapıya (floating gate) geçmesini sağlar. Elektronlar bu kapıda hapsolur ve burada uzun süre kalabilirler. Kapıda elektronların bulunması, transistörün eşik voltajını değiştirir. Eşik voltajındaki bu değişiklik, bellekte "0" veya "1" olarak yorumlanan bir veri bitini temsil eder. Bu işlem, programlama olarak adlandırılır ve özel EPROM programlayıcılar kullanılarak gerçekleştirilir.

Veri Okuma İşlemi

EPROM'dan veri okumak, yazma işlemine göre çok daha basittir. Okuma sırasında, bellek hücresine düşük bir voltaj uygulanır. Eğer yalıtılmış kapıda elektronlar varsa (yani hücre programlanmışsa), transistör farklı bir şekilde davranır. Bu davranış değişikliği algılanarak, ilgili hücredeki veri (0 veya 1) okunur. Okuma işlemi, verileri değiştirmez, sadece kopyalar.

Veri Silme İşlemi

EPROM'un en belirgin özelliği, verilerin silinebilmesidir. Veri silme işlemi, ultraviyole (UV) ışınları kullanılarak yapılır. EPROM çipinin üzerinde bulunan şeffaf pencere, UV ışınlarının yalıtılmış kapıya ulaşmasını sağlar. UV ışınları, yalıtılmış kapıdaki elektronlara enerji verir ve bu elektronların kapıdan kaçmasını sağlar. Elektronlar kapıdan ayrıldığında, transistörün eşik voltajı orijinal haline döner ve bellek hücresi silinmiş olur. Silme işlemi tamamlandıktan sonra, EPROM tekrar programlanabilir.

EPROM'lar, günümüzde yerini daha gelişmiş bellek teknolojilerine bırakmış olsa da, çalışma prensibi ve veri saklama mekanizması hala ilgi çekicidir. Özellikle elektronik ve bilgisayar mühendisliği öğrencileri için, EPROM'un anlaşılması, daha modern bellek teknolojilerini kavramak için önemli bir temel oluşturur.