USBスティックはどのように機能しますか? 簡単に説明
電子形式のデータは、いわゆるフラッシュメモリセルのUSBスティックに保存されます。 この記事では、USBスティックがどのように機能するかを簡単でわかりやすい方法で説明します。
USBスティックの作成
USBスティックにデータを保存して呼び出す方法を理解するには、メモリの構造が重要です。
- 各USBスティックには、トランジスタのように機能する、いわゆるフラッシュメモリセルが含まれています。 ほとんどの場合、それらはシリコンなどの半導体材料で構成されています。 はるかに導電性の高い材料でできた2つの小さな領域、ソースとドレインがあります。
- アイソレータによって他の部分から分離されたフローティングゲートは、ソースとドレインの間にあります。 このコンポーネントは、フラッシュセルの実際の保管場所です。 フローティングゲートに接続されたコントロールゲートを介して、正または負の電圧を印加できます。
- コントロールゲートに正の電圧(約3.3ボルト)が印加されると、ソースとドレインの間にチャネルが作成され、電流が流れます。 この状態は0状態と呼ばれます。
- 各セルは、0または1の状態になります。 コンピューターは、これらの多数のセルから保存されたデータを読み取ることができます。
USB-Sickにデータを保存する
フラッシュメモリセルの通常の状態は0状態で、フローティングゲートには情報がありません。
- セルに情報を保存するには、1状態を確立する必要があります。
- 1状態に到達するには、非常に高い正電圧(約10ボルト)を印加する必要があります。 電子はソースおよびドレインからフローティングゲートにジャンプし、負に帯電します。
- フローティングゲートの分離により、電子は逃げられず、情報が保存されます。
USBスティックのデータを読み取る
情報を読み取るために、コンピューターは1または0の状態が存在するかどうかを知る必要があります。
- 小さな正の電圧(3.3ボルト)が印加され、ソースとドレイン間の電流が測定されます。
- 0状態では、上記のように電流がソースとドレインの間のチャネルを流れます。
- 1状態では、負に帯電したフローティングゲートが電圧に対抗するため、ソースとドレイン間のチャネルは閉じたままです。 電気はありません。
USBスティックからデータを削除する
メモリセルから情報を削除するには、フローティングゲートの負電荷を除去し、0状態を復元する必要があります。
- 再び0状態に戻すには、高い負電圧をコントロールゲートに印加する必要があります。 フローティングゲートの電荷が除去され、ソースとドレイン間のチャネルが再び開きます。
1状態はどのようにして読み取り可能なデータになりますか?
- USBスティックには、数十億個の個々のフラッシュメモリセルがあります。 各メモリセルはビットを表し、1ビットが最小のストレージユニットで、8ビットがバイトを形成します。 4 GBのUSBスティックには、約320億個の個別のフラッシュメモリセルがあります。
- 各メモリセルには0または1の状態があり、いわゆるバイナリコードを作成します。これにより、コンピューターはテキスト、オーディオファイル、画像などを読み取り、出力します。
- 説明のために、オンラインでテキストをバイナリコードに変換できます。
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