有业界的朋友问：“我一直认为闪存里的数据是通过测存储单元的电流来判断Vt的，电流大的是1，电流小的是0。为什么你这里说的，是在同一个Id电流下寻找Vg，Vg大的是0，Vg小的是1？这和我以前的认知不同。”这其实是非常好的问题，问的很在点上，而且这个理解在实际操作中也是正确的。闪存的定义看Vt，闪存的操作看Id − 定义只是定义，实操没有按定义来做。原因很简单，因为在Id-Vg曲线上，Vg是自变量，Id是应变量；或者说Vg是函数的输入，Id是函数的输出。所以如要确定一个存储单元的Vt，就需要扫描Vg；直到输出的Id等于预设值It，才能获得这个存储单元的Vt (参考本系列的第一篇：“闪存的阈值电压(Vt)是什么”)。然而“扫描”就意味着需要对这个存储单元做多次操作，这在性能和可靠性上都是不可取的。所以闪存实际的读取，以SLC为例，只用了一个Vg电压，通过Id电流来判断存储单元里的数据。如图所示：
假设有两个SLC存储单元，分别用红色实线和蓝色实线表示；还有一个比较电压，用黑色虚线表示。1.如要通过判断Vt的方法来判别两个存储单元是擦除态还是编程态，就需要通过多次操作，找到Vt1和Vt2，然后将他们与Vref做比较来得出结论，这在性能和可靠性上是不可取的。2.更简单的方法是，在所有存储单元的栅极上加一个Vref电压，一次性获得这些存储端元的Id。Id大于It的，就是擦除态的单元；反之就是编程态的单元。因为只操作了一次，所以性能和可靠性更优。Id的比较则有多种方法。在NOR闪存上，因为Id电流较大(uA级)，且NOR需要百纳秒级的读取速度，因此一般直接用分压的方法将Id转为电压作比较。简图如下，
两个分压电阻的阻值是相同的，而待判断存储单元的栅极电压是Vref。因此只要该单元的输出电流比It大，则分压电阻的分压就大，反之则分压就小。通过右侧的比较放大器就能获得0/1结果。NAND闪存的Id判断则困难些，因为NAND的Id通常在nA级别，分压往往不能获得精确结果，且NAND的读取在十微秒级别即可，因此现在的手段都是通过对位线(Bit Line, BL)的充放电来实现闪存单元的数据读取。流程大体如下1.将位线看作是一个电容 − 由于NAND闪存的位线很长，所以容值不小。3.打开待测存储单元的选择管，连接待测单元所属串(string)与位线4.在待测存储单元的栅极加上Vref，对位线电容放电5.如果待测存储单元是编程态，则位线电容放电慢；是擦除态，则放电快6.读出放大器(Sense Amplifier)读出位线放电后的结果
上面的电路，不论是NOR还是NAND的读出电路，都已经非常简化，比如在NAND的示意图上没有画出相同串上的未选择单元(Unselected Cells)等等。实际读出电路要复杂得多，但中心思想还是一致的，即把闪存单元看成是一个源极接地的NMOS管。这个NMOS就是最简单的放大器，其输入是栅极电压、其输出是漏极电流；它完成了将电压转化为电流的工作。转换出来的电流，在放大器端又被转换成电压，再次放大，这个放大的结果就是逻辑电平0和1，代表着闪存单元里的数据。这个过程可以画成流程图，
在真正的使用过程中，这些电路上的电压怎么加，时序怎么控制，都是闪存的核心知识产权。各位有兴趣的话，可以找一些论文看一下，作为科普性质的文章，就不一一列举了。这之后的几篇，会介绍一些闪存读取过程中可能会遇到的、相对“非常规”的、对读出的Vt分布有影响的话题，希望对大家理解闪存能有所帮助。
常见问题解答
闪存读取时为什么不直接测存储单元的电流来判断数据？
虽然理论上可以通过测电流判断Vt，但实际操作中，闪存读取是在所有存储单元栅极加一个固定电压Vref，然后测量Id电流。因为Vg是自变量，Id是应变量，直接扫描Vg需要多次操作，影响性能和可靠性。所以实际读取以SLC为例，只用一次Vg电压，通过Id电流与预设值It比较，快速判定数据是0还是1。
闪存读取时比较电流和比较电压有什么本质区别？
比较电压（Vt法）需要扫描Vg找到每个单元的阈值电压，再与参考电压比较，操作复杂且耗时。而比较电流法是在固定Vg（如Vref）下，直接测量Id电流，电流大于It判定为一种状态，小于则另一种。这种方法一次操作即可完成，避免了多次扫描，提高了读取速度和可靠性，更符合实际工程应用。
为什么闪存定义用阈值电压，但实际操作却用电流比较？
闪存的定义确实基于阈值电压Vt，但定义只是理论概念。实际操作中，由于Vg是自变量，Id是应变量，若要通过Vt判断数据，必须扫描Vg多次，这会降低性能并增加磨损。因此，实际读取采用固定Vg下比较Id电流的方式，虽然不直接测Vt，但通过电流大小间接反映Vt状态，既快速又可靠，符合工业标准。
