半导体存储器课件.pptVIP

半導體存儲器7.1概述1.半導體記憶體的定義半導體記憶體就是能存儲大量二值資訊（或稱作二值數據）的半導體器件。它是屬於大規模積體電路，由於電腦以及一些數字系統中要存儲大量的數據，因此記憶體是數字系統中不可缺少的組成部分，其組成框圖如圖7.1.1所示。輸入/出電路I/O輸入/出控制圖7.1.12.記憶體的性能指標由於電腦處理的數據量很大，運算速度越來越快，故對記憶體的速度和容量有一定的要求。所以將存儲量和存取速度作為衡量記憶體的重要性能指標。目前動態記憶體的容量已達109位/片，一些高速記憶體的存取時間僅10ns左右。3.半導體記憶體的分類（1）從存取功能上分類從存取功能上可分為只讀記憶體（Read－OnlyMemory，簡稱ROM）和隨機記憶體（RandomAccessMemory，簡稱RAM）。ROM的特點是在正常工作狀態下只能從中讀取數據，不能快速隨時修改或重新寫入數據。其電路結構簡單，而且斷電後數據也不會丟失。缺點是只能用於存儲一些固定數據的場合。a.ROM：ROM可分為掩模ROM、可編程ROM（ProgrammableRead－OnlyMemory，簡稱PROM）和可擦除的可編程ROM（ErasableProgrammableRead－OnlyMemory，簡稱EPROM）。*掩模ROM在製造時，生產廠家利用掩模技術把數據寫入記憶體中，一旦ROM製成，其存儲的數據就固定不變，無法更改。***EPROM是採用浮柵技術的可編程記憶體，其數據不但可以由用戶根據自己的需要寫入，而且還能擦除重寫，所以具有較大的使用靈活性。它的數據的寫入需要通用或專用的編程器，其擦除為照射擦除，為一次全部擦除。電擦除的PROM有E2PROM和快閃ROM。**PROM在出廠時存儲內容全為1（或者全為0)，用戶可根據自己的需要寫入，利用通用或專用的編程器，將某些單元改寫為0(或為1)。b.隨機記憶體RAM（讀寫記憶體）隨機記憶體為在正常工作狀態下就可以隨時向記憶體裏寫入數據或從中讀出數據。根據採用的存儲單元工作原理不同隨機記憶體又可分為靜態記憶體（StaticRandomAccessMemory，簡稱SRAM）和動態記憶體（DynamicRandomAccessMemory，簡稱DRAM）SRAM的特點是數據由觸發器記憶，只要不斷電，數據就能永久保存。但SRAM存儲單元所用的管子數量多，功耗大，集成度受到限制，為了克服這些缺點，則產生了DRAM。它的集成度要比SRAM高得多，缺點是速度不如SRAM。（2）從製造工藝上分類RAM使用靈活方便，可以隨時從其中任一指定地址讀出（取出）或寫入（存入）數據，缺點是具有數據的易失性，即一旦失電，所存儲的數據立即丟失。從製造工藝上記憶體可分為雙極型和單極型（CMOS型），由於MOS電路（特別是CMOS電路），具有功耗低、集成度高的優點，所以目前大容量的記憶體都是採用MOS工藝製作的。7.2只讀記憶體（ROM)優點：電路結構簡單，斷電後數據不丟失，具有非易失性。缺點：只適用於存儲固定數據的場合。ReadOnlyMemory一.ROM的電路結構ROM電路結構包含存儲矩陣、地址解碼器和輸出緩衝器三個部分。a.存儲矩陣存儲矩陣是由許多存儲單元排列而成。存儲單元可以是二極體、雙極型三極管或MOS管，每個單元能存放1位二值代碼（0或1)，而每一個或一組存儲單元有一個相應的地址代碼。圖7.2.1b.地址解碼器c.輸出緩衝器輸出緩衝器的作用提高記憶體的帶負載能力，另外是實現對輸出狀態的三態控制，以便與系統的匯流排相聯。地址解碼器是將輸入的地址代碼譯成相應的控制信號，利用這個控制信號從存儲矩陣中把指定的單元選出，並把其中的數據送到輸出緩衝器圖7.2.1二、只讀記憶體分類：掩膜ROM：出廠後內部存儲的數據不能改動，只能讀出。PROM：可編程，只能寫一次。EPROM:用紫外線擦除，擦除和編程時間較慢，次數也不宜多。E2PROM:電信號擦除，擦除和寫入時需要加高電壓脈衝，擦、寫時間仍較長。快閃記憶體(FlashMemory)：吸收了EPROM結構簡單，編程可靠的優點，又保留了E2PROM用隧道效應擦除的快捷特性，集成度可作得很高。1.二極體ROM電路圖7.2.2是具有2位地址輸入碼和4位數據輸出的ROM電路。其地址解碼器是由4個