FRAM (ferro RAM)

Das Ferro RAM (FRAM) oder Ferro Electric RAM (FeRAM) ist das Pendant zum Magneto-resistive RAM (MRAM), es behält auch dann seine gespeicherten Daten, wenn es von der Versorgungsspannung getrennt wird. FRAMs benutzen ferroelektrische Materialien, im Gegensatz zu MRAMs, die mit ferromagnetischen Materialien arbeiten. Ferroelektrische Materialien zeigen eine spontane elektrische Polarisation, die durch elektrische Felder geändert werden kann. Dieser Polarisationseffekt wird zur Speicherung digitaler Zustände benutzt.


FRAMs benutzen als ferroelektrisches Material Blei-Zirkonat-Titanat (BZT), das das Dielektrikum des Kondensator bildet, in dem die logischen Zustände gespeichert werden. Die Hysterese des Materials ähnelt in ihrer Spannungs-Ladungs-Kurve, der von ferromagnetischen Materialien. Da Blei-Zirkonat-Titanat kein Eisen enthält, ist es unempfindlich gegenüber Magnetfeldern.

Aufbau einer FRAM-Speicherzelle

Aufbau einer FRAM-Speicherzelle

Der Aufbau von FRAMs besteht aus einem Feldeffekttransistor (FET) und einem Kondensator mit ferroelektrischem Dielektrikum für die Ladungsspeicherung. Dieser Aufbau ist der einer 1T1C-Speicherzelle und entspricht dem von Dynamic RAMs (DRAM). Das Prinzip von FRAMs basiert darauf, dass sich in ferroelektrischen Materialien bei Anlegen eines elektrischen Feldes die kristalline Struktur des Materials polarisiert und diese Polarisation auch nach Abschalten des elektrischen Feldes beibehalten wird. Die digitale Information wird in der Polarisationsrichtung gespeichert. Der Umschalt- und Löschvorgang wird durch Änderung der Polarisation in einer ferroelektrischen Schicht ausgelöst. Er ist äußerst energiesparend.

Die Schreib- und Lesezeiten von FRAMs liegen im zwei- und dreistelligen Nanosekundenbereich, die Anzahl der Schreib-Lesezyklen liegt bei bis zu 10exp15 und sie benötigen keine spezielle Löschspannung.

Speichertechniken 
   im Vergleich

Speichertechniken im Vergleich

FRAMs zeichnen sich durch geringen Energieverbrauch aus und sind vor allem für den Einsatz in Mobilgeräten, mobilen Elektronikgeräten und in der Automotive-Technik geeignet. Eine Weiterentwicklung der FeRAMs sind die ebenfalls nichtflüchtigen Ferroelectric Transistor Random Access Memories (FeTRAM), die sich durch eine kurze Zugriffszeit und geringsten Leistungsverbrauch auszeichnen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Ferro-RAM
Englisch: ferro RAM - FRAM
Veröffentlicht: 16.10.2013
Wörter: 295
Tags: #RAMs
Links: Automotive-Technik, Daten, Dielektrikum, Digital, DRAM (dynamic RAM)