鐵電存儲器和浮動柵存儲器的技術差異。現有閃存和eeprom都是采用浮動柵技術，浮動柵存儲單元包含一個電隔離門，浮動柵位于標準控制柵的下面及通道層的上面。浮動柵是由一個導電材料，通常是多芯片硅層形成的 (如圖2所示)。浮動柵存儲單元的信息存儲是通過保存浮動柵內的電荷而完成的。利用改變浮動柵存儲單元的電壓就能達到電荷添加或擦除的動作，從而確定存儲單元是在 ”1”或“0” 的狀態。但是浮動柵技術需使用電荷泵來產生高電壓，迫使電流通過柵氧化層而達到擦除的功能，因此需要5-10ms的擦寫延遲。高寫入功率和長期的寫操作會破壞浮動柵存儲單元，從而造成有限的擦寫存儲次數（例如：閃存約十萬次，而eeprom則約1百萬次)。

51電子網公益庫存:

B/S/HME10K

DS75176BTM

ISU-IMMDV2

R195G

W39V040BPZ

K4S561632E-UC75

OP184FS

F711164/P

V54C365165CDT7

51-W4096C05

鐵電存儲器是一種特殊工藝的非易失性的存儲器，是采用人工合成的鉛鋯鈦(pzt) 材料形成存儲器結晶體，如圖3所示。當一個電場被施加到鐵晶體管時，中心原子順著電場停在低能量狀態i位置，反之，當電場反轉被施加到同一鐵晶體管時，中心原子順著電場的方向在晶體里移動并停在另一低能量狀態ii。大量中心原子在晶體單胞中移動耦合形成鐵電疇，鐵電疇在電場作用下形成極化電荷。鐵電疇在電場下反轉所形成的極化電荷較高，鐵電疇在電場下無反轉所形成的極化電荷較低，這種鐵電材料的二元穩定狀態使得鐵電可以作為存儲器。

圖1、電子電能表的基本電路方塊圖。

圖2、浮動柵存儲單元

圖3、鐵電存儲器結晶單元。

特別是當移去電場后，中心原子處于低能量狀態保持不動，存儲器的狀態也得以保存不會消失，因此可利用鐵電疇在電場下反轉形成高極化電荷，或無反轉形成低極化電荷來判別存儲單元是在 ”1”或 “0” 狀態。鐵電疇的反轉不需要高電場，僅用一般的工作電壓就可以改變存儲單元是在 ”1”或 “0” 的狀態；也不需要電荷泵來產生高電壓數據擦除，因而沒有擦寫延遲的現象。這種特性使鐵電存儲器在掉電后仍能夠繼續保存數據，寫入速度快且具有無限次寫入壽命，不容易寫壞。所以，與閃存和eeprom 等較早期的非易失性內存技術比較，鐵電存儲器具有更高的寫入速度和更長的讀寫壽命。

應用范例

下面以0.2級三相電能表為例來說明為何電子電能表需要使用f-ram存儲器。首先要說明電能表0.2級的定義，所謂0.2級是指測量精度每千瓦小時 (kwh) 需小于0.2% 的誤差，相對來說如果是0.5級則是指指測量精度每千瓦小時 (kwh)需小于0.5% 的誤差。其次要說明國家電網對0.2級三相電能表的用電數據存儲規范。如下列范例所示，其存儲內容分為“用電數據及事件記錄”兩部份：

1. 用電數據存儲:

* 數據保存: 存儲器需保存包括12個月的總電能和各費率的電能數據, 包括有功、無功功率；有功、無功總電能；四象限無功總電能以及正反向有功、無功總電能、組合有功、組合無功1、組合無功2、等等共16個項目，每一項目需4字節，12個月共( 4字節x 16項 x 12月= 768字節)。

* 負荷記錄存儲: 存儲器空間應保證在記錄正反向有、無功總電能、組合有功、組合無功1、組合無功2、等等共6個項目，每一項目需4字節，時間間隔為1分鐘的情況下、可記錄不少于30 天的數據容量，最長時間間隔為1分鐘， 以60分鐘間隔來計算其數據量為 ( 4字節x 6項 x 24小時x 30天 = 17,280 字節)。

2. 事件記錄存儲: 內容則包括最近10 次編程時間；需量清零時間；校時事件；a、b、c相失壓起始及恢復時間；a、b、c 相斷相起始及恢復時間；電流不平衡起始及恢復時間和事件期間的各項電能增量共6大項801字節。

不包含負荷記錄，上述數據量相加起來最低存儲器需求就有1,569 字節 (12.51千位)，若再加上第三點的負荷記錄存儲緩沖，其數據量則高達18,849 字節 (150.79千位)。

以存儲速度來作比較：i2c的eeprom 寫1,569 字節需要 0.91秒，寫18,849 字節需花費11.07秒；但是i2c的鐵電(fram)存儲器，寫1,569 字節僅需要 45毫秒，寫18,849 字節僅需花費0.55秒。事實上當vdd在0.01秒的時間下降0.23v (使用1000?f 130?內阻的電容) 的放電率條件下，鐵電存儲器能寫50,000次，而eeprom僅能寫一次。因為浮動柵存儲器的擦寫延遲在大量數據存儲時有可能導致數據丟失，所以浮動柵存儲器并不適用于高容量的電能表。