《模拟电子元器件应用技术》-任务2-14

三、相关知识1．MOS管开关特性2．存储器主要类型（1）随机存储器（RAM）（2）只读存储器（ROM）3．双稳态触发器4．静态随机存储器结构及原理5．静态随机存储器的读写原理任务2MOS管电路分析对于N沟道增强型MOS管：uGS≤0时，无导电沟道，MOS管截止，漏极、源极相当于开路；uGS达到开启电压时建立导电沟道，MOS管导通，漏极、源极间有电流，相当于短路。（一）MOS管开关特性任务2MOS管电路分析（二）存储器主要类型1．随机存储器（RAM）划分若干存储单元，每个存储单元一个字节（Byte），一个存储地址。按地址存取信息，与物理位置无关。任务2MOS管电路分析（二）存储器主要类型1．随机存储器（RAM）（1）种类：①双极型和MOS型。双极型随机存储器存取速度快，功耗大，集成度小，一般作高速缓存。MOS型随机存储器主要用于内存储器。②静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。SRAM的核心是由MOS管构成的双稳态触发电路；DRAM的核心是电容器，靠电容的充、放电存储信息，因电容存在自然放电问题，故存储内容需定时刷新。（2）特点：掉电信息丢失，为易失性存储器。任务2MOS管电路分析（二）存储器主要类型2．只读存储器（ROM）（1）种类：①固定只读存储器（ROM）：内容在生产时事先写入，计算机工作时只能读出，不能写入；②可编程只读存储器（PROM）：使用时由用户写入内容，但信息的写入是破坏性的，一旦写入不能更改；③可擦除可编程只读存储器（EPROM）：信息通过紫外线照射的方式擦除并重写；④电擦除可编程只读存储器（EEPROM）：通过电脉冲擦除并多次重写信息。双稳态触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，能够存储1位二进制数，可以在外加输入信号的触发下，置成“0”态或“1”态。当外加输入信号消失后能够保持置成的状态，故有两个稳定状态，所以称“双稳态触发器”。（三）双稳态触发器任务2MOS管电路分析（三）双稳态触发器任务2MOS管电路分析图示六管静态随机存储单元电路，VT1~VT4：MOS管双稳态触发器，其中VT1和VT2的栅极分别接至对方的漏极上，形成交叉连接，VT3

和VT4为有源负载。A点为高电位时，VT2导通，B点为低电位，VT1截止，此状态为“1”态。B点为高电位时，VT1导通，A点为低电位，此状态为“0”态。一个RAM芯片的存储容量很难满足要求，实际的存储器一般由多个存储芯片构成。对某存储单元读或写时，首先需使其所在的芯片的片选信号有效，选中芯片后才能对该存储单元进行读或写操作。（四）静态随机存储器结构及原理任务2MOS管电路分析①存储体：信息存储实体，由若干个位存储单元构成。②地址译码电路：对来自CPU的地址码进行译码，产生高电平或低电平信号，以选择地址码所指定的存储单元。③读/写驱动电路：用于读出/写入信息。④控制电路：选择存储芯片及对选中的存储单元进行读/写或片选控制。⑤地址寄存器：接收来自CPU的地址码，送到地址译码器进行地址译码。⑥数据缓冲器：数据输入/输出缓冲，避免总线数据“冲突”。（四）静态随机存储器结构及原理任务2MOS管电路分析（五）静态随机存储器的读写原理任务2MOS管电路分析1．读出过程（1）地址码A0～A11加到RAM芯片的地址输入端，经X与Y地址译码器译码，产生行选与列选信号，选中某一存储单元，该单元中存储的信息代码经一定时间，出现在I/O电路的输入端。I/O电路对读出的信号进行放大、整形，送至输出缓冲寄存器。缓冲寄存器一般具有三态控制功能，在门控信号无效时，所存数据还不能送到数据总线DB上。（2）送地址码的同时送上读/写控制信号（

）和片选信号（），输出缓冲寄存器的三态门被打开，所存信息送至DB上，存储单元的信息被读出。（五）静态随机存储器的读写原理任务2MOS管电路分析2．写入过程（1）地址码加在RAM芯片的地址输入端，选中相应的存储单元，使其可以进行写操作。（2）将要写入的数据放在DB上。（3）加上片选信号、，打开三态门使DB上的数据进入输入电路，送到存储单元的位线上，从而写入该存储单元。任务2MOS管电路分析四、任务实施（1）电路结构：VT1～VT4构成双稳态触发器。VT5~VT8为门控管，其中VT5、VT6用于控制双稳态存储单元与内部数据线D和（也称位线）的连通状态，VT7、VT8用于控制存储单元的内部数据线与外部数据线的连通状态。（2）写入原理：首先将要写入的数据送到外部数据线上，当存储器地址译码器使行选择线X为高电平时，VT5、VT6管导通，A点和B点分别与内部数据线D和

接通。当地址译码器使列选择线Y也为高电平时，VT7、VT8管导通，内部数据线与外部数据线接通，把外部数据线上的数据写入到该存储单元。任务2MOS管电路分析四、任务实施（2）写入原理：写“1”：通过外部I/O使数据线D为高电平，A点为高电位，VT2导通，B点为低电位，VT1截止，双稳态触发器被置“1”。写入结束，状态保持；写“0”时，通过外部I/O使数据线为高电平，B点为高电位，VT1导通，A点为低电位，VT2截止，触发器被置“0”。写入结束，状态保持。如果电源掉电后又恢复供电时，双稳态触发器发生状态竞争，即掉电前写入的信息不复存在，因此SRAM被称为易失性存储器。任务2MOS管电路分析四、任务实施（3）读出原理：存储地址译码器使行选择线X与列选择线Y为高电平时，VT5、VT6、VT7、VT8管均导通，A点与D接通，B点与接通，D、又与外部数据线接通，若原来存入的是1，A点为高电平，B点为低电平，则D为高