第07章半导体存储器.ppt

第07章半导体存储器
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§ 概述
“半导体存储器”又称“半导体集成存储器”
以半导体器件为基本存储单元
优点
体积小
集成度高
成本低
可靠性高
外围电路简单ory
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1. 光可擦除可编程存储器UVEPROM
采用浮栅技术
存储单元多采用N沟道叠栅MOS管：SIMOS管
源极s
漏极d
控制栅gc ：控制读出和写入
浮置栅gf：没有外引线，长期保存注入电荷
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SIMOS结构
浮置栅上注入电荷的SIMOS管相当于写入1，可长期保存未注入电荷的相当于存入0
当用紫外线或X射线照射时，浮置栅上的电子形成光电流而泄放，从而恢复到写入前状态
gc
gf
s
d
D
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采用Flotox浮置栅隧道氧化层的MOS管，简称Flotox管
Flotox管与SIMOS管的区别Flotox管的浮置栅与漏区之间有一个氧化层极薄的隧道区
隧道效应
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Flotox管存储单元
gc
gf
s
d
D
Flotox管存储单元
T1 :Flotox管
T2 :选通管
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3. 快闪存储器
采用叠栅MOS管
优点
集成度高
容量大
成本低
使用方便
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四、ROM的应用
例1：已知 d0＝∑m（1，2，4，7）
d1＝∑m（1，2，3，7）
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例2：ROM的扩展
用4片 1K×8 ROM 扩展为容量 2K×16位
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§ 随机存取存储器
随机存储器RAM(Random Access Memory)是易失性半导体存储器：当电源断开后就丢失数据
RAM又称为读/写存储器
从RAM中调用数据时称为读取，而向RAM中存储数据称为写入。
读取数据时不应破坏RAM中所存内容
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RAM的分类
双极型：静态RAM
MOS型
静态RAM
动态RAM
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一、静态RAM (SRAM)
1. 静态双极型RAM存储单元
速度快
但功耗大，集成度不高。
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2. 静态MOS型RAM
大容量的RAM一般都采用MOS型
NMOS静态存储单元
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其中MOS管为NMOS，
V1、V2，V3、V4组成的两个反相器交叉耦合构成基本RS触发器作基本存储单元，
V5、V6为门控管，由行译码器输出字线X控制其导通或截止；
V7、V8为门控管，由列译码器输出Y控制其导通或截止，也是数据存入或读出的控制通路。
读写操作时，X=1，Y=1；V5、V6 、V7、V8均导通，触发器的状态与位线上的数据一致。当X=0时，V5、V6截止，触发器的输出端与位线断开，保持状态不变。当Y=0时，V7、V8截止，不进行读写操作。
SRAM一般用于小于64KB数据存储器的小系统或作为大系统中高速缓冲存储器，有时还用于需要用电池作为后备电源进行数据保护的系统中。
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二、动态RAM (DRAM)
MOS电容CS用于存储二进制信息，数据1和0是以电容上有无电荷来区分的，
NMOS管V是读写控制门，以控制信息的进出。字线控制该单元的读写；位线控制数据的输入或输出。
读写操作时，字线X=1，使MOS电容CS与位线相连。写入时，数据从位线存入CS中；写1充电、写0放电。读出时，数据从CS中传至位线
单管动态存储单元
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特点
DRAM利用MOS存储单元分布电容上的电荷来存储一个数据位。
由于电容电荷会泄漏，为了保持信息不丢失，DRAM需要不断周期性地进行刷新。
DRAM存储单元所用MOS管少，因此DRAM集成度高，功耗低。
一般，DRAM常用于大于64KB的大系统。
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