数字逻辑电路半导体存储器资料PPT课件

1、7.1 半导体存储器概述能存储大量二值信息的器件一、一般结构形式！单元数庞大！输入/输出引脚数目有限第1页/共21页二、分类1、从存/取功能分：只读存储器(Read-Only-Memory）随机读/写（Random-Access-Memory）2、从工艺分：双极型MOS型EPROMROMROM可可擦擦除除的的可可编编程程可可编编程程掩掩模模RAMRAM动态动态静态静态第2页/共21页7.2 只读存储器（ROM） ROM的基本电路结构第3页/共21页第4页/共21页A0An-1W0W(2n-1)D0Dm第5页/共21页两个概念： 存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入“1”

2、，无器件存入“0” 存储器的容量：“字数 x 位数”掩模ROM的特点：出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产简单，便宜，非易失性第6页/共21页7.2.2 可编程ROM可编程ROM（programmable ROM,PROM）总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同写是一次性编程，不能改！编程时将不用的熔断有出厂时，每个结点上都熔丝由易熔合金制成第7页/共21页7.2.3 可擦除的可编程ROMEPROM E2PROM总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同1.EPROM （erasable programmable ROM） 叠栅注入MOS管（stacked-gate injection me

3、tal-oxide-semiconductor，SIMOS管）浮置栅浮置栅控制栅控制栅:fcGG第8页/共21页通处正常逻辑高电平下导上未充负电荷，则若导通处正常逻辑高电平下不上充以负电荷，则若工作原理：cfcfGGGG用SIMOS管构成的存储单元第9页/共21页的电子回到衬底中。上形成导电通道，从而使少量的空穴和电子对，产生周围的二氧化硅绝缘层照射到叠栅上，使芯片上的石英窗口“擦除”：紫外线穿过形成注入电荷到达部分电子穿过引下，上所加正电压的电场吸在受到沟道内电子获得动能，漏源间形成导电沟道，），上同时加上较高电压（“写入”：在叠栅管的fff2cGGEPROM,GSiOG25SDV第10页/

4、共21页2. E2PROM （electrically erasable programmable ROM ）总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同)MOSFLOTOX(EPROM管管浮浮栅栅隧隧道道氧氧化化层层采采用用点点擦擦除除慢慢，操操作作复复杂杂的的缺缺为为克克服服紫紫外外线线擦擦除除的的。这种现象称为隧道效应这种现象称为隧道效应流，流，子可以双向通过形成电子可以双向通过形成电之间出现导电隧道，电之间出现导电隧道，电在漏区和在漏区和度时，度时，区，当场强大到一定程区，当场强大到一定程与漏区之间有小的隧道与漏区之间有小的隧道ffGG第11页/共21页7.2.4 利用ROM实现组合逻辑函

5、数从ROM的数据表可见：若把ROM的输入地址A1A0看作输入逻辑变量，将输出数据D3D2D1D0看作一组输出逻辑变量，那么输入输出之间实现的就是一组多输出的组合逻辑函数：01010001010101110101012201010133),(),(),(),(AAAAFDAAAAAAAAFDAAAAAAFDAAAAAAFD 第12页/共21页地址译码器是一个与阵列，它的输出包含了输入地址变量的全部最小项，每一条字线对应一个最小项；存储矩阵是一个或阵列，每一位输出数据都是将地址译码器输出的一些最小项相加。结论：用具有n位输入地址和m位数据输出的ROM可以获得一组（最多m个）任何形式的n变量组合逻辑

6、函数。第13页/共21页7.3 随机存取存储器（RAM）也称随机读/写存储器根据工作原理的不同，分为：1. 静态随机存储器（static RAM，SRAM） 存储单元是以双稳态锁存器或触发器为基础构成的 电源不变信息不会丢失 不需刷新 集成度较低2. 动态随机存储器（dynamic RAM，DRAM） 存储原理以MOS管栅极电容为基础 电路简单 集成度高 需定时刷新第14页/共21页7.3.1 RAM的基本结构与工作原理 以SRAM为例第15页/共21页7.3.2 存储单元出出受控于地址译码器的输受控于地址译码器的输和和65TT存储单元存储单元组成基本的锁存器，作组成基本的锁存器，作41 TT

7、的作用的作用是门控管，起模拟开关是门控管，起模拟开关85 TT码器码器相连，受控于列地址译相连，受控于列地址译电路电路入输出入输出决定存储单元是否与输决定存储单元是否与输和和I/O87TT6只N沟道增强型MOS管组成的静态存储单元作才有效。作才有效。电路相连，此时读写操电路相连，此时读写操的锁存器才与输入输出的锁存器才与输入输出同时导通，存储单元同时导通，存储单元都被选中时，都被选中时，只有相应的行、列地址只有相应的行、列地址87TT第16页/共21页7.4 存储器的扩展7.4.1 位扩展指存储器字数不变，只增加存储器的位数接法：将各片存储器的地址线、读/写信号线、片选信号线对应地并接在一起。第17页/共21页7.4.2 字扩展方式指扩展成的存储器字数增加而数据位数不变SCWRAAOIOI片选信号：写信号：读地址线：数据线：/70701024 x 8RAM70OIOI.9870AAAA,.WRWRAAAAOIOI写信号：读地址线：数据线：/987070,第18页/共21页个个个个地地址址中中的的占占用用每每片片2561024RAM10237687675125112562550,RAM(4)RAM(1)1