数字电子技术基础（第五版）第七章 半导体存储器.pptVIP

第七章 半导体存储器;第七章 半导体存储器;本章内容;7.1 概述;2.存储器的性能指标;种类(从存取功能分）;ROM的特点是在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速随时修改或重新写入数据。其电路结构简单，而且断电后数据也不会丢失。缺点是只能用于存储一些固定数据的场合。;***EPROM是采用浮栅技术的可编程存储器，其数据不但可以由用户根据自己的需要写入，而且还能擦除重写，所以具有较大的使用灵活性。它的数据的写入需要通用或专用的编程器，其擦除为照射擦除，为一次全部擦除。电擦除的PROM有 E2PROM和快闪ROM。;b.随机存储器RAM（读写存储器）;（2）从制造工艺上分类;双极型;固定ROM--;7.2 只读存储器（ROM）;a.存储矩阵;b.地址译码器;2. 二极管ROM电路;其中：;7.2.1 掩模只读存储器;输出端的缓冲器用来提高带负载能力，并将输出的高低电平变换成标准的逻辑电平。同时通过??定 EN? 信号实现对输出的三态控制，以便与总线相联。在读出数据时，只要输入指定的地址代码，同时令 EN? ＝0,则指定的地址内各存储单元所存数据便出现在数据输出端。;图7.2.2的存储的内容见表7.2.1;7.2.1 掩模只读存储器;注： a. 通常将每个输出的代码叫一个“字”（WORD），W0~W1为字线，D0~D3为位线，其相交叉的点就是一个存储单元，其中有二极管的相当于存1,没有二极管相当于存0.因此交叉点的数目即为存储单元数。习惯上用存储单元的数目表示存储器的存储量（或称为容量）即;(2)由CMOS构成;由图中可以看出，字线和位线的交叉点，接MOS管的相当于存1,没有的相当于存0.当某根字线为高电平时，接在其上的MOS导通，其位线为低电平，通过三态非门后，输出数据为1.;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;7.2.2 可编程只读存储器（PROM）;图7.2.7为16×8位的PROM结构原理图。写入时，要使用编程器; 由此可见PROM的内容一旦写入则无法更改，只可以写一次，为了能够经常修改存储的内容，满足设计的要求，需要能多次修改的ROM，这就是可擦除重写的ROM。这种擦除分为紫外线擦除（EPROM）和电擦除E2PROM，及快闪存储器（Flash Memory）。;7.2.3 可擦除的可编程只读存储器（EPROM）;图7.2.8; 由SIMOS管构成的存储单元如图7.2.9所示。;7.2.3 可擦除的可编程只读存储器（EPROM）;二 、E2PROM（Electrically Erasable Programmable Read－Only Memory，简写为E2PROM）; Flotox的结构与SIMOS管相似，也是N沟道MOS管，也有两个栅极－－控制栅Gc和浮置栅Gf。不同的是Flotox管的浮置栅和漏区之间有个氧化层极薄的区域( 2×10－8m）－隧道区。当隧道区的电场达到一定程度（ 107V/cm）时，便在漏区和浮置栅之间出现导电隧道，电子可以双向通过，形成电流。;在使用Flotox管做存储单元时，为了提高擦、写的可靠性，在E2PROM的存储单元中除了Flotox管子外，还有一个选通管，如图7.2.12所示。;b. 擦除（写1）状态;c.写入（写0)状态;三、 快闪存储器（Flash Memory）;7.2.3 可擦除的可编程只读存储器（EPROM）;b. 写入状态：;c. 擦除状态：;7.3 随机存储器（RAM）;其中：;*地址译码器：;列地址译码器将输入地址代码的其余几位Ai＋1 ~An－1译成某一根输出线上的高、低电平信号，从字线选中的一行存储单元中再选1位（或几位），使这些被选中的单元经读/写控制电路与输入/输出接通，以便对这些单元进行读、写操作。; 例如：容量为256×1 的存储器; 例如：容量为256×1 的存储器;图 7.2.5;*读/写控制电路:;注：上述框图的双向箭头表示一组可双向传输数据的导线，它所包含的导线的数目等于并行输入/输出数据的位数。;图7.3.2为1024×4位的RAM2114的工作原理图;地址译码器：10根地址线A0~A9，分2组，6根行地址输入线A8~A3加到行地址译码器上，其输出为26＝64根行地址输出线X0～X63；4根列地址输入线A2～A0、A9加到列地址译码器上，译出24＝ 16列地址输出线，其输出信号从已选中一行里挑出要读写的4个存储单元，即每个字线包含4位I/O1~ I/O4。;*I/O1~ I/O4：数据输入端也是数据读出端。读/写操作是由 R/W? 和 CS? 控制的。;如：A9A2~A0=0001,A8~A3=111110时，则Y1=1,X62=1,这样可对它们交点D