解说7 半导体存储器.ppt

第7章 半导体存储器 二、可编程只读存储器PROM （二）静态RAM的存储单元 （三）动态RAM的存储单元 一、位扩展方式 二、字扩展方式 * Digital Electronics Technology 数字电子技术 Digital Electronics Technology 7.1 概述 1. 存储器 定义：存储大量二值信息（或称为二值数据）的半导体器件。 用途：在计算机或数字系统中存储数据 。 与寄存器的区别：以字为单位存取，每字包含若干位。各个字的相同位通过同一引脚与外界联系。每个字分配一个地址，因此内部有地址译码器。 7.1 概述 随机存储器RAM （Random Access Memory） 按功能 只读存储器ROM（Read- Only Memory） 只能读出不能写入,断电不失 分类： 掩模ROM 可编程ROM（PROM） (Programmable ROM) (Erasable PROM) ROM 可擦除可编程ROM（EPROM） UVEPROM EEPROM Flash Memory 电可擦除(Electrically) 紫外线擦除 (Ultra-Violet) 快闪存储器 静态存储器SRAM (Static RAM) 动态存储器DRAM (Dynamic RAM) 还可以按制造工艺分为双极型和MOS型两种。 主要指标：存储容量、存取速度。 存储容量: 用字数×位数表示，也可只用位数表示。如，某动态存储器的容量为109位/片。 7.1 概述 RAM 存取速度：用完成一次存取所需的时间表示。高速存储器的存取时间仅有10ns左右。 一、掩模只读存储器 又称为固定ROM。工厂按用户要求生产出来后，用户不能改动。 1. ROM的构成 7.2 只读存储器ROM 存储矩阵：由若干存储单元排列成矩阵形式。 储存单元：可由二极管、双极性三极管或MOS管构成。 地址译码器：根据地址输入，在存储矩阵中选出指定的字对应的单元，把数据送往输出缓冲器。 输出缓冲器：增加带负载能力；同时提供三态控制，以便和系统的总线相连。 7.2 只读存储器ROM 7.2 只读存储器ROM 1. 工作原理 二－四线译码器 A1,A0的四个最小项 字线 位线 以2位地址输入和4为数据输出的ROM为例，其存储矩阵是四组二极管或门： 当EN=0时， D1= D3 = A0 D0 = W1+ W0 = A1 D3 = W1+W3 = A1A0+A1A0=A0 D2= W1= A1+A0 地址与存储数据对应关系表 7.2 只读存储器ROM 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 D3 D2 D1 D0 A1 A0 数 据 地 址 7.2 只读存储器ROM 用MOS工艺制造的ROM的存储矩阵如图所示： 产品出厂时存的全是1，用户可一次性写入，即把某些1改为0。但不能多次擦除。 存储单元多采用熔丝－低熔点金属或多晶硅。写入时设法在熔丝上通入较大的电流将熔丝烧断。 编程时VCC和字线电压提高 7.2 只读存储器ROM 16字×8位的PROM 十六条字线 八条位线 读出时，读出放大器AR工作，写入放大器AW不工作。 写入时，在位线输入编程脉冲使写入放大器工作，且输出低电平，同时相应的字线和VCC提高到编程电平，将对应的熔丝烧断。 缺点：不能重复擦除。 7.2 只读存储器ROM 7.2 只读存储器ROM 三、可擦除的可编程只读存储器（EPROM） （一）紫外线擦除的只读存储器（UVEPROM） 最早出现的EPROM。通常说的EPROM就是指这种。 1. 使用FAMOS管（Floating-gate Avalanche-Injuction MOS，浮栅雪崩注入MOS管） 写入：管子原来不导通。在漏源之间加上较高电压后（如-20V），漏极PN结雪崩击穿，部分高速电子积累在浮栅上，使MOS管导通。 7.2 只读存储器ROM 擦除：用紫外线或X射线擦除。需20~30分钟。 缺点：需要两个MOS管；编程电压偏高；P沟道管的开关速度低。 浮栅上电荷可长期保存－－在125℃环境温度下，70%的电荷能保存10年以上。 存储单元图 用N沟道管；增加控制栅。 SIMOS管原来可导通，开启电压约为2V。 注入电荷：在DS间加高