第9章 半导体存储器.ppt

2020/6/9,1,第9章半导体存储器,9.2.2EPROM存储器的应用,9.2.1只读存储器（ROM）,9.2只读存储器(ROM),返回,结束放映,9.1半导体存储器概述,2020/6/9,2,复习,A/D转换的步骤？取样定理？量化误差是不可避免的吗？如何减小量化误差？,2020/6/9,3,9.1半导体存储器概述,数字系统中用于存储大量二进制信息的器件是存储器。穿孔卡片纸带磁芯存储器半导体存储器半导体存储器的优点：容量大、体积小、功耗低、存取速度快、使用寿命长等。半导体存储器按照内部信息的存取方式不同分为两大类：1、只读存储器ROM。用于存放永久性的、不变的数据。2、随机存取存储器RAM。用于存放一些临时性的数据或中间结果，需要经常改变存储内容。,2020/6/9,4,返回,1.固定ROM,只读存储器所存储的内容一般是固定不变的，正常工作时只能读数，不能写入，并且在断电后不丢失其中存储的内容，故称为只读存储器。,ROM组成：地址译码器存储矩阵输出电路,图9-1ROM结构方框图,9.2.1只读存储器（ROM）,2020/6/9,5,地址译码器有n个输入端，有2n个输出信息，每个输出信息对应一个信息单元，而每个单元存放一个字，共有2n个字（W0、W1、W2n-1称为字线）。,每个字有m位，每位对应从D0、D1、Dm-1输出（称为位线）。存储器的容量是2nm(字线位线)。ROM中的存储体可以由二极管、三极管和MOS管来实现。,2020/6/9,6,图9-2二极管ROM,图9-3字的读出方法,在对应的存储单元内存入的是1还是0，是由接入或不接入相应的二极管来决定的。,2020/6/9,7,存储矩阵,为了便于表达和设计，通常将图9-2简化如图9-4所示。,图9-444ROM阵列图,有存储单元,地址译码器,图9-2二极管ROM,2020/6/9,8,在编程前，存储矩阵中的全部存储单元的熔丝都是连通的，即每个单元存储的都是1。用户可根据需要，借助一定的编程工具，将某些存储单元上的熔丝用大电流烧断，该单元存储的内容就变为0，此过程称为编程。熔丝烧断后不能再接上，故PROM只能进行一次编程。,2可编程只读存储器（PROM）,图9-5PROM的可编程存储单元,2020/6/9,9,3可擦可编程ROM（EPROM）,最早出现的是用紫外线照射擦除的EPROM。浮置栅MOS管（简称FAMOS管）的栅极被SiO2绝缘层隔离，呈浮置状态，故称浮置栅。当浮置栅带负电荷时，FAMOS管处于导通状态，源极漏极可看成短路，所存信息是0。若浮置栅上不带有电荷，则FAMOS管截止，源极漏极间可视为开路，所存信息是1。,2020/6/9,10,图9-6浮置栅EPROM(a)浮置栅MOS管的结构(b)EPROM存储单元,带负电-导通-存0,不带电-截止-存1,2020/6/9,11,浮置栅EPROM出厂时，所有存储单元的FAMOS管浮置栅都不带电荷，FAMOS管处于截止状态。,写入信息时，在对应单元的漏极与衬底之间加足够高的反向电压，使漏极与衬底之间的PN结产生击穿，雪崩击穿产生的高能电子堆积在浮置栅上，使FAMOS管导通。当去掉外加反向电压后，由于浮置栅上的电子没有放电回路能长期保存下来，在的环境温度下，以上的电荷能保存年以上。如果用紫外线照射FAMOS管分钟，浮置栅上积累的电子形成光电流而泄放，使导电沟道消失，FAMOS管又恢复为截止状态。为便于擦除，芯片的封装外壳装有透明的石英盖板。,2020/6/9,12,9.2.2EPROM存储器的应用,程序存储器、码制转换、字符发生器、波形发生器等。例：八种波形发生器电路。将一个周期的三角波等分为256份，取得每一点的函数值并按八位二进制进行编码，产生256字节的数据。用同样的方法还可得到锯齿波、正弦波、阶梯波等不同的八种波形的数据，并将这八组数据共2048个字节写入2716当中。,返回,2020/6/9,13,图9-7八种波形发生器电路图,波形选择开关,256进制计数器,存八种波形的数据,经8位DAC转换成模拟电压。,2020/6/9,14,表9-1八种波形及存储器地址空间分配情况,S1、S2和S3：波形选择开关。两个16进制计数器在CP脉冲的作用下，从00HFFH不断作周期性的计数，则相应波形的编码数据便依次出现在数据线D0D7上，经D/A转换后便可在输出端得到相应波形的模拟电压输出波形。,2020/6/9,15,图9-8三角波细分图,下面以三角波为例说明其实现方法。,三角波如图9-8所示，在图中取256个值来代表波形的变化情况。在水平方向的257个点顺序取值，按照二进制送入EPROM2716（2K8位）的地址端A0A7，地址译码器的输出为256个（最末一位既是此周期的结束，又是下一周期的开始）。由于2716是8位的，所以要将垂直方向的取值转换成8位二进制数。,2020/6/9,16,表9-2三角波存储表,将这255个二