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U盘的内部结构是怎样的,为什么不需要电池却能一直使用?

 懒人葛优瘫 2017-08-04

先来说说U盘的内部结构和它的工作原理:

U盘的结构比较简单,主要是由USB插头、主控芯片、稳压IC(LDO)、晶振、闪存(FLASH)、PCB板、帖片电阻、电容、发光二极管(LED)等组成。

USB插头:容易出现和电路板虚焊,造成U盘无法被电脑识别,如果是电源脚虚焊,会使U盘插上电脑无任何反映。有时将U盘摇动一下电脑上又可以识别,就可以判断USB插口接触不良。只要将其补焊即可解决问题。

端5V,输出3V,有些劣质U盘的稳压IC很小,容易过热而烧毁。还有USB电源接反也会造成稳压IC烧毁。维修时可以用万用表测量其输入电压和输出电压。如无3V输出,可能就是稳压IC坏了。但有一种情况,输出电压偏低,且主控发烫,这时就是主控烧了。

晶振:早期的U盘大多都是用6M的晶振,现在的U盘则普遍采用12M晶振。晶振不耐摔,所以它是U盘上的易损件,最好的维修方法就是用相同频率的晶振直接代换。

主控芯片:主控制芯片负责闪存与USB连接,是U盘的核心,我们一般所说的U盘方案就是指主控芯片的型号。量产工具也是与它对应的。有些主控芯片还要输入3V的电压给FLASH供电,保证闪存的正常工作。

FLASH焊盘:它的作用是固定闪存,使闪存与主控连接。受外力挤压后容易使闪存与焊盘接触不良,这时会造成电脑上的U盘打不开,无法存储文件等。只要将闪存的引脚补焊一下就可以修复,也即我们常说的拖焊。

U盘的基本工作原理也比较简单:USB端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”,是U盘的“大脑”;FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后,使用者下达数据存取的动作指令后,USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。

现在来说说U盘为什么不需要电池就能一直使用:

普通硬盘和U盘内的存储单元都为非易失性存储器。可以理解为当不供电时,所存储的数据不会丢失的存储器。

U盘系统的内部存储单元为NAND闪存芯片。下图是一个NAND flash一个高速缓存存储单元

下图则是单个单元。类似于MOS管。

当有足够电压加在控制栅极上,并且源级(S)和漏级(D)上有电位差时,浮栅(中间的那条虚线)将会存储电子。由于浮栅在电气上市受绝缘层独立的,所以进入的电子会被困在里面。在一般的条件下电荷经过过年都不会逸散。这样,以这种结构作为基本单元的闪存芯片也是一种非易失存储器。


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