第一章 7-半导体存储器.ppt

第七章 半导体存储器 数字电路与逻辑设计 随机存储器RAM 易失性存储器 临时存放数据 断电后数据就消失 可读，可写 分类 双级型 MOS型 （动态、静态） RAM的结构 存储矩阵：由许多存储单元排列而成。每个存储单元可以存储一位二进制码。 地址译码器：对外部输入的地址码，唯一地选择一个存储单元。 （一般是选择一组存储单元） 读写电路：对选中的存储单元进行读操作或写操作，把存储矩阵中读出的数发出或把外部的数据送往存储矩阵。读操作和写操作不可能同时发生，他们在读/写命令控制下分时进行。 三组外部信号：地址线、数据线、控制线 单地址译码 双地址译码结构 SRAM和DRAM SRAM，静态（Static）RAM不存在刷新的问题，一个SRAM基本单元包括4个（或6个）晶体管。它不是通过利用电容充放电的特性来存储数据，而是利用设置晶体管的状态来决定逻辑状态 所有的DRAM基本单位都是由一个晶体管和一个电容器组成 。内存至少要每64ms刷新一次 ，读之后也要刷新。 静态随机存储器－SRAM Async SRAM异步静态随机存储器 Sync Burst SRAM同步突发静态随机存储器 PB SRAM （Pipeline Burst SRAM)管道突发静态随机存储器－－在用现行的地址提供数据的同时能提前存取下一地址 动态存储器DRAM 双端口随机存储器 两对地址总线和数据总线 仲裁逻辑 只读存储器（ROM） 工作时只可读 不易失（断电不丢失数据） 速度慢 ROM存入数据称为编程 掩模式只读存储器（ROM ） 一次编程只读存储器（PROM） 多次改写编程的只读存储器 EPROM E2PROM 一次只擦除一 个字节(Byte) FLASH 块擦除的阵列结构， 紫外线擦除：浮栅上的电子回到衬底 编程：编程电压（22-25V），编程脉冲 保存：遮光 NAND FLASH和NOR FLASH NAND FLASH和NOR FLASH NAND FLASH单元尺寸比NOR FLASH小，适合做成大容量存储设备 访问方式不一样 NOR 是存储器接口，可直接运行程序 作业 7.10 7.11 7.14 ROM（二极管ROM）结构示意图 存储 矩阵 位线 字线 输出控制电路 容量=4X4 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 字线与位线的交点都是一个 存储单元。交点处有二极管 相当存1，无二极管相当存0 地 址 A1 A0 D3 D2 D1 D0 内 容 当OE=1时输出为高阻状态 当OE=0时 PROM的结构示意图（编程后的PROM ） 有一种可编程序的 ROM ，在出厂时全部存储 “1”，用户可根据需要将某些单元改写为 “0”,然而只能改写一次，称其为 PROM。 字线 位线 熔断丝 若将熔丝烧断，该单元则变成“0”。显然，一旦烧断后不能再恢复。 （编程前的PROM ） 存储 矩阵 字线 位线 PROM的结构示意图 PROM的结构示意图（编程后的PROM ） 地 址 A1 A0 D3 D2 D1 D0 内 容 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 字线 存储 矩阵 位线 字线与位线的交点都是一个存储单元。 交点处有MOS管相当存0，无MOS管相当存1。 MOS--ROM 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 EPROM 叠栅MOS管(SIMOS)结构 当浮栅上没有电荷时，给控制栅加上控制电压，MOS管导通. 当浮栅上带有负电荷时，则衬底表面感应的是正电荷，这使得MOS管的开启电压变高，如果给控制栅加上同样的控制电压，MOS管仍处于截止状态。 SIMOS管用浮栅是否累积有负电荷来存储二值数据。 EPROM 与SIMOS管的区别是： 浮栅延长区与漏区N+之间的交叠处有一个厚度约为80A (埃)的薄绝缘层。 隧道MOS管的结构－构成E2PROM的存储单元 编程：编程器 与EPROM的区别是: 1.闪速存储器存储单元MOS管的源极N+区大于漏极N+区，而SIMOS管的源极N+区和漏极N+区是对称的； 2. 浮栅到P型衬底间的氧化绝缘层比SIMOS管的更薄。 快闪存储器存储单元MOS管的结构 编程：按块擦除 * * 存储器分类： RAM (Random-Access Memory) ROM (Read-Only Memory) RAM(随机存取存储器): 在运行状态可以随时进行读或写操作。 存储的数据必须有电源供应才能保存, 一旦掉电, 数据全部丢失。 ROM(只读存储器)：在正常工作状态只能读出信息。 断电后信息不会丢失