第7章半导体存储器n.ppt

? ?? ? ?? ?? ?  ? ?? ? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? 24C02的EEPROM 7-2 只读存储器 7.2.1 掩模只读存储器 1. ROM的基本结构和工作原理 2. 二极管ROM电路 熔丝、反熔丝 反熔丝编程技术也称熔通编程技术，这类器件是用反熔丝作为开关元件。这些开关元件在未编程时处于开路状态，编程时，在需要连接处的反熔丝开关元件两端加上编程电压，反熔丝将由高阻抗变为低阻抗，实现两点间的连接，编程后器件内的反熔丝模式决定了相应器件的逻辑功能。 SRAM芯片举例 DRAM芯片举例 作业 第400页 [题7.5], [题7.7] [题7.9], [题7.12] 二、E2PROM（电可擦除可编程只读存储器） ElectricallyErasable 用浮栅隧道氧化层MOS管(Flotox管)作存储单元。 特点：不用紫外线擦除，用电信号擦除。 GC P D S N N GC D S 信息存储原理与前相同，浮栅上 有电子相当于1，无电子相当于0。 注入、擦除有所不同。 浮栅和漏区之间的氧化层非常薄，称为隧道区。 当GC与D之间加高压时(可正可负)，薄氧化层被击穿，形成导电隧道，漏区电子可以到达浮栅(GCD间加正电压)，浮栅电子也可以到达漏区(GCD间负电压)，因此写入和擦除都可以通过电信号来实现。 写入的数据在常温下至少可以保存十年，擦除/写入次数为１万次～ 10万次。 Flotox管作存储单元时，需附加一普通MOS管。 读出： 令W=+5V， GC=+3V，T2管导通， 若T1浮栅上无电子，则T1导通， Di =0V (0) 若T1浮栅上有电子，则T1截止， Di=+VDD (1) W Di T2 T1 +5V GC +3V +VDD 擦除（写1）：全擦 令W=+20V， GC=+20V，Di=0V T2管导通→T1漏极=0V，则GC和D间有正高 压，氧化层被击穿，漏区电子被吸引到浮栅 上，相当于写入1。 0V W Di T2 T1 +20V GC +20V +VDD 特点： 可电擦除；在正常工作时只能读出。 三、快闪存储器 写入（写0）：在有些位写 令W=+20V， GC=0V，Di=20V T2管导通→T1漏极=20V，则GC和D间有负高 压，氧化层被击穿，浮栅电子通过隧道返回 漏区，相当于写入0。 W Di T2 T1 +20V GC 0V +VDD +20V FLASH 存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程(EEPROM)的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据(NVRAM 的优势)， U盘和MP3里用的就是这种存储器。 目前Flash主要有两种NOR Flash和NAND Flash。 P D S N GC N 浮栅与衬底间的氧化层很薄 浮栅与源区重叠部分面积极小， 浮栅与源区间的等效电容小， 浮栅与控制栅间的等效电容大， GC D S 当控制栅和源极间加上电压时，大部分电压都降在 浮栅与源 极的电容上。 读出： 令W=+5V， VSS=0V， 若浮栅上无电子，则导通， Di =0V (0) 若浮栅上有电子，则截止， Di=+VDD (1) W Di GC D S VSS +5V 0V +VDD VSS为存储单元公共端子 W GC D S VSS +12V 0V +VDD 写入（写1）：在有些位写 令W=+12V， VSS=0V，Di=6V 则DS间将发生雪崩击穿，电子注入浮栅， 相当于写入1。 Di 6V W GC D S VSS 0V 12V +VDD 擦除（写0）：全擦 令W=0V， VSS=12V， 则隧道区氧化层被击穿，电子经隧道返回， 相当于写入0。 P D S N GC N 0V 6V 特点：集成度高，大容量，低成本。 7.3 随机存取储出器RAM 特点：可随机读写，掉电丢失数据 7.3.1 静态RAM （Static RAM / SRAM） 一、SRAM的结构和工作原理 结构框图 行地址译码 存储矩阵 读写控制电路 列地址译码 A1 Ai Ai+1 An+1 … … I/O R/W CS 存储矩阵中的存储单元 按行列结构排列； 由行地址译码器和列地址译码器 分别选中行线和列线，则可选中 一组存储单元； 读写控制电路控制数据的读出和写入 当R/W=1时读出 当R/W=0时写入 ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× ×××× 列 地 址 译 码 器 读/写 控制 读/写 控制 读/写 控制 读/写 控制 I/O1 I/O