半导体存储器课件

**

半导体存储器一、半导体存储器概念2.存取速度三、分类二、重要指标1.存储量1.按存取方式分类**第一节只读存储器（ROM）2.按使用器件类型来分一、ROM的分类1.按存储内容写入方式来分四、ROM的逻辑关系二、ROM的结构

三、ROM的工作原理

1.属于组合逻辑电路

2.阵列图**五、ROM的应用

六、固定ROM(MROM)1.实现组合逻辑函数

2.字符发生器

(1)UVEPROM七、可编辑只读存储器(PROM)

八、可改写可编程只读存储器(EPROM)

(2)E2PROM九、快闪存储器**第二节随机存储器(RAM)1.位扩展一、静态RAM(SRAM)

二、存储容量的扩展2.字扩展

三、动态RAM(DRAM)

**第9章半导体存储器一、半导体存储器概念：2.存取速度二、重要指标

三、分类

1.存储量：字数N×位数M如1K容量通常指1024×8bit*高速RAM的存取时间仅10ns左右**1.按存取方式分类：

串行存储器(SAM):SequentialAccessMemory

只读存储器(ROM):ReadOnlyMemory

随机存储器(RAM):RandomAccessMemoryFIFO型例：前述的单向移位寄存器FILO型例：前述的双向移位寄存器**第一节只读存储器（ROM）

一.ROM的分类：

1.按存储内容写入方式来分：

固定ROM(MROM)

可擦可编程ROM(EPROM)可编程ROM(PROM）UVEPROME2PROMFLASHMEMORY**2.按使用器件类型来分

二极管ROM

MOS型三极管ROM双极型三极管ROM

二.ROM的结构：地址译码器、存储单元矩阵、输出电路

**存储矩阵M×N输出电路b0b1

…bN-1

D0D1…DN-1地址译码器W0…A0图9.1.1ROM的结构框图W1WM-1…A1AK**结论：存1，字线W和位线b间接二极管；存0，字线W和位线b间不接二极管。三.ROM的工作原理

**11D3D2D11D0驱动器输出电路存储矩阵地址译码器b3b2b1b0字线W0W1W2W3111位线VCCA1A0图9.1.24×4位二极管ROM**表9.1.1图9.1.2的地址输入与输出状态对应关系地址输入选中字线ROM输出A1A0D3D2D1D000W0101001W1111010W2010111W31101**四、ROM的逻辑关系：1.属于组合逻辑电路

译码器部分的输出变量和输入变量（包括原

变量和反变量）构成“与”的关系。存储矩阵和输出电路部分的输出变量和存储

矩阵的输入变量构成“或”的关系。2.进行ROM电路的分析和设计，常用阵列图来表

示ROM的结构**D0D1A1A0图9.1.3ROM的阵列图A1A0W0W3W2W1D2D3与阵列或阵列**“黑点”代表输入、输出间应具有的逻辑关系（“与”或者“或”）（在存储矩阵中，表示交叉处有二极管。）五、ROM的应用

1.实现组合逻辑函数

例9.1.1试用ROM实现如下组合逻辑函数。**首先应将以上两个逻辑函数化成由最小项组成的标准“与-或”式,即解:采用有3位地址码、2位数据输出的8字节×2位ROM。将A、B、C3个变量分别接至地址输入端A2A1A0。按逻辑函数要求存入相应数据,即可在数据输出端D0、D1得到F1和F2,其**ROM阵列如图9.1.9所示111(D1)(D0)F2F1ABC图9.1.9例9.1.1ROM阵列**例9.1.2试用ROM设计一个8421BCD码7段显示译码器电路，其真值表如表9.1.2所示。解：由真值表可见，应取用输入地址为4位，输出数据为7位的16字节×7位ROM。

可根据真值表直接画出ROM的阵列图，而不需要列出逻辑式。**Q3Q2Q1Q0abcdefg显示000000000010000110011111001000100102001100001103010010011004010101001005011001000006011100011117100000000008100100001009表9.1.28421BCD码7段显示译码器电路的真值表**（[]）与阵列译码器abcdefg（Q0）（Q1）（Q2）（Q3）A0A1A2A3m0m15图9.1.10例9.1.2ROM阵列**2.字符发生器

地址译码器D0A2A1A0输出缓冲器D1D2D3D4图9.1.11ROM显示矩阵结构图

**六、固定ROM(MROM:MaskROM)

七、可编辑只读存储器(PROM:ProgrammableROM)

八、可改写可编程只读存储器(EPROM)

(1)UVEPROM(UltravioletErasableProgrammableROM)**字线WiVcc位线Yi熔丝图9.1.4PROM存储单元双极型晶体三极管**存储单元用叠栅注入MOS管构成（SIMOS）写入：利用雪崩击穿；擦除：利用紫外线。字线Wi位线YiDSG图9.1.5UVEPROM存储单元MOS型晶体三极管选择栅浮置栅典型产品如：intel2716(2K8)、intel2732(4K8)

。**(2)E2PROM(Electrically-ErasableProgrammableROM)存储单元由一只普通的N沟道增强型MOS管，和一只Flotox管组成。写入、擦除：利用隧道效应。字线Wi位线YiT2T1G图9.1.6E2PROM存储单元MOS型晶体三极管控制栅浮置栅典型产品如：intel2864(8K8)

。**(3)快闪存储器(FlashMemory)

集中了UVEPROM和E2PROM的优点。写入时利用雪崩击穿；擦除时利用隧道效应。字线Wi位线YiUSS图9.1.6E2PROM存储单元**第二节随机存储器(RAM)

根据存储单元的工作原理，可分SRAM

（StaticRandomAccessMemory）DRAM

（DynamicRandomAccessMemory）一、静态RAM(SRAM)

靠触发器的自保功能存储数据，一旦电源断开，所存信息丢失。**X0X1X2X3X31X30Y0Y1Y7列译码器行译码器A5A6A7A0A1A2A3A4R/W控制电路读/写R/W片选CSI/O图9.2.1RAM结构示意图**与ROM相比，多了读/写(R/W)端。

&&R/WI/OCSDDENENEN4G5G存储矩阵及地址译码电路地址线图9.2.3片选与读/写控制电路**二、存储容量的扩展

1.位扩展

D0D1D2D3D4D5D6D7CSR/WAA09L0AW/RCS9A2114（I）数据输出CSR/WAA09L2114（Ⅱ）图9.2.62114芯片位扩展D0D1D2D3D0D1D2D3**2.字扩展

表9.2.1地址码与地址范围的关系A11A10选中片号对应地址范围002114(1)0～1023012114(2)1024～2047102114(3)2048～3071112114(4)3072～4095**图9.2.72114芯片字扩展2-4译码器CSR/WAA09L2114（3）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（4）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（1）D0D1D2D3CSR/WAA09L2114（2）D0D1D2D3A10A11R/WA9…A0A11A10A11A10A11A10A11A10D3…D0**例9.2.1试用1K×4位2114RAM扩展一个4K×8位的存储器。解：（1）确定芯片数：（2）确定地址线数D（3）用8片1K×4位2114RAM芯片，经字位扩展构成的存储电路如图9.2.8所示。2D=4096，D=12。**CSR/WAA09L2114（7）D0D3……LCSR/WAA09L2114（5）D0D3……LCSR/WAA09L2114（3）D0D3……LCSR/WAA09L2114（1）D0D3……LCSR/WAA09L2114（8）D0D3……LCSR/WAA09L2114（6）D0D3……LCSR/WAA09L2114（4）D0D3……LCSR/W