第十章 存储器

1、第十章第十章 存储器存储器 l10.1存储器的结构存储器的结构 l10.2掩膜编程掩膜编程ROM l10.3现场可编程现场可编程ROM l10.4可擦除可编程可擦除可编程ROM（EPROM） l10.5电可擦除可编程电可擦除可编程ROM（E2PROM） l10.6静态随机存储器（静态随机存储器（SRAM） l10.7动态随机存储器（动态随机存储器（DRAM） 存储器的分类：存储器的分类： 1.挥发性存储器 SRAM ， DRAM，PSRAM 2.非挥发性存储器 （1）掩膜编程 ROM （2）现成可编程ROM PROM，EPROM，EEPROM （3）FLASH（闪存） NOR Flash，NA

2、ND Flash 10.1存储器的结构存储器的结构 构成：构成： 1）存储体）存储体 2）地址译码器）地址译码器 3）读写电路）读写电路 10.2掩膜编程掩膜编程ROM 掩膜编程掩膜编程ROM可以用的编程方式：可以用的编程方式： 1）接触孔的掩膜版来编程）接触孔的掩膜版来编程 2）“存在存在”和和“不存在不存在”栅栅 3）利用离子注入使）利用离子注入使MOS管永远截止（或永远导管永远截止（或永远导 通）通） 本节以本节以96字符发生器为例加以说明。字符发生器为例加以说明。 1.存储矩阵存储矩阵 每个字符由每个字符由59个存储单元组成的点阵构成。个存储单元组成的点阵构成。 通过控制通过控制45个

3、点的明暗来显示字符图形，存个点的明暗来显示字符图形，存1的的 单元是亮点，存单元是亮点，存0的单元是暗点。的单元是暗点。 如图如图10.3所示：每个字符所示：每个字符5列列9行行 这样存储这样存储1个字符就需要个字符就需要45个点，即个点，即45位（位（bit）, 这些信息存储在不可擦除的存储器中，如图这些信息存储在不可擦除的存储器中，如图10.4 所示：所示： 位线位线 （BL） 字线字线WL） 把把45个存储单元（个存储单元（MOS管）排成一行，管）排成一行， MOS管的管的S极接地，极接地，G极接到一起称为字线极接到一起称为字线 （WL），），D极引出接一个负载管到极引出接一个负载管到V

4、DD。 存存1的单元是亮点，是薄栅的单元是亮点，是薄栅MOS管，当字管，当字 线为高电平时，可导通；存线为高电平时，可导通；存0的单元是暗点，的单元是暗点， 是厚栅是厚栅MOS管，字线为高电平时也不会导通。管，字线为高电平时也不会导通。 为了减小位线的长度，实际的存储矩阵采为了减小位线的长度，实际的存储矩阵采 用用48字线、字线、90位线的形式。位线的形式。（？）（？） 2.字译码、列译码、列分离字译码、列译码、列分离 1）字译码电路）字译码电路 2）列译码、列分离）列译码、列分离 10条条 列选列选 择线择线 9个输出端个输出端 10.3 现场可编程现场可编程ROM（PROM） 是一次性写入

5、是一次性写入ROM，信息一旦写入，就不能，信息一旦写入，就不能 再改。再改。 1.熔丝型熔丝型PROM P188图图10.8 2.结破坏型结破坏型PROM P189图图10.9 10.4 可擦除可编程可擦除可编程ROM（EPROM） 1）FAROM ( floating-gate avalanche- injection)：其栅极为浮栅，浮栅上没有电荷：其栅极为浮栅，浮栅上没有电荷 时，时，MOS管截止，表示存储信息管截止，表示存储信息0； 当当D极加足够地的负电位时，极加足够地的负电位时，PN结发生结发生 雪崩倍增，有电子穿越氧化层进入浮栅，并存雪崩倍增，有电子穿越氧化层进入浮栅，并存 储在

6、浮栅上，存储足够电子时储在浮栅上，存储足够电子时MOS管导通，管导通， 表示存储信息表示存储信息1。 2）SIMOS：有两个重迭的多晶硅栅，下面的是与外：有两个重迭的多晶硅栅，下面的是与外 界绝缘的浮栅，上面的是选择栅界绝缘的浮栅，上面的是选择栅G。 对于对于NMOS管来说，浮栅中没有注入电子，开管来说，浮栅中没有注入电子，开 启电压较低，为启电压较低，为1状态；注入电子厚开启电压变高，状态；注入电子厚开启电压变高， 为为0状态。状态。 10.5电可擦除可编程电可擦除可编程ROM（E2PROM） EPROM写入时需要高压，擦除时需紫外线等，写入时需要高压，擦除时需紫外线等， 使用不方便；使用不

7、方便； E2PROM利用低能电子穿过氧化物实现编程，被利用低能电子穿过氧化物实现编程，被 称之为隧道效应，且这种隧道效应可逆，所以称之为隧道效应，且这种隧道效应可逆，所以 E2PROM可实现电擦除。可实现电擦除。 其结构见其结构见P194图图10.15 E2PROM使用非常广泛，如使用非常广泛，如89C51系列单片机系列单片机 10.6静态随机存储器（静态随机存储器（SRAM） 静态静态RAM存储单元的核心部分是一个双稳态触存储单元的核心部分是一个双稳态触 发器，利用触发器的两个状态表示发器，利用触发器的两个状态表示1和和0。 耗尽负载RAM CMOS RAM CMOS RAM版图 10.7动态随机存储器（动态随机存储器（DRAM） 目前大容量动态随机存储器都是单管单元，由一 个MOS管和一个电容构成，其中MOS管作为 开关，电容作为存储单元 PS为电容的一极；为电容的一极； 工作时，工作