Флэш-память (Flash-Memory) по типу запоминающих элементов (3Э) и основным принципам работы относится к классу памяти EEPROM, однако имеет ряд архитектурных и структурных отличий. Во флэш-памяти стирание информации производится относительно просто, сразу для всей микросхемы памяти или блоками, (достаточно большими), объем которых составляет от 256 байт до 128 Кбайт. Благодаря этому упрощается схема флэш-памяти, обеспечивается высокая плотность упаковки, повышается надежность и производительность в режиме программирования, снижается энергия потребления и стоимость. Однако необходимость в замене одного слова во флэш-памяти требует перезаписи (стирания и новой записи) для всей микросхемы в целом, что нежелательно для многих применений. В этом отношении выгодно отличаются схемы флэш-памяти с блочной структурой. Число циклов репрограммирования для флэш-памяти достаточно велико, но при перезаписи запоминающие элементы постепенно “изнашиваются”.
Интерфейс микросхем флэш-памяти хорошо сочетается со стандартными сигналами, используемыми в микропроцессорных системах. Внутренние циклы стирания, записи и верификации выполняются автономно от шинных циклов внешнего интер-фейса, что является существенным преимуществом перед микросхемами EPROM и EEPROM. Микросхемы флэш-памяти предпочтительнее EEPROM по информационной емкости и стоимости, где не требуется индивидуального стирания слов, а в отличие от EPROM, не требует специальных условий и аппаратуры для стирания данных, которое к тому же выполняется намного быстрее.
Существует большое многообразие микросхем флэш-памяти. Среди них наибольшее распространение нашли микросхемы Bulk Erase, Boot Block и Flash File, которые отличаются друг от друга способами организации массива памяти, способами стирания и разбиения на блоки, по интерфейсу и т. д.
В микросхемах Bulk Erase стирание информации производится только для всей памяти, в связи с чем их целесообразно использовать для хранения редкообновляемых данных. Для таких микросхем однобайтной организации наиболее важными параметрами являются информационная емкость и скорость считы-вания, а число циклов стирания и записи не столь существенно.
Микросхемы Boot Block и Flash File, ориентированные на различные области применения, отличаются способом разбиения на блоки. Микросхемы Boot Block, имеющие одно- и двухбайтную организацию и несимметричную архитектуру, состоят из нескольких блоков разного размера, стираемых независимо. Один из блоков имеет дополнительные средства защиты от стирания и записи.
В микросхемах Flash File с симметричной архитектурой массив памяти организован в виде набора одинаковых блоков, стираемых независимо и равноправных по защите. В зависимости от типов микросхем защита от модификации может осуществляться поблочно или для всей микросхемы (подачей низкого напряжения программирования Vpp).
Основу всех микросхем флэш-памяти, как и в случае ЗУ других типов, составляет матрица запоминающих ячеек (накопитель), которая схемотехнически может быть реализована в базисе ИЛИ -НЕ или И -НЕ. В структурах флэш-памяти с накопителями в базисе ИЛИ — НЕ обеспечивается быстрый доступ к байтам (словам) при произвольной выборке и поэтому такие накопители широко используются в микросхемах с блочной структурой, в частности Flash File.
На рис. 1 показана структура матрицы запоминающих ячеек флэш-памяти, в которой логическую функцию ИЛИ — НЕ реализуют ЛИЗМОП-транзисторы с двойным затвором, включенные между собой параллельно. Разрядные линии выборки находятся под высоким положительным напряжением. Если на линии выборки строки имеется низкий уровень сигнала, тогда все транзисторы, подключенные к данной строке, закрыты.
Рис. 1.  Структура матрицы запоминающей ячейки флэш-памяти
Транзисторы выбранной строки (на линии выборки высокий уровень) открываются, если в “плавающих” затворах этих транзисторов присутствует заряд электронов. При этом через открытые транзисторы и разрядные линии считывания, присоединенные к их строкам, потекут токи. Если транзистор закрыт (“плавающий” затвор содержит заряд и у него повышенное пороговое напряжение), то ток через него и, следовательно, соответствующую разрядную линию считывания отсутствует. Считывание слова с произвольной выборкой обеспечивается такими же типичными сигналами управления, какие используются в микросхемах ROM и EPROM. Микросхемы с накопителями в базисе И — НЕ более компактны, но они не обеспечивают режимов произвольной выборки и имеют сложную схему обрамления. Поэтому такие накопители применяются только в микросхемах Flash File.