数字电路第7章半导体存储器.ppt

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半导体存储器是用来存储二值数字信息的大规模集成电路。在电子计算机以及其他一些数字系统的工作过程中,都需要对大量的数据进行存储。因此,存储器也就成了这些数字系统不可缺少的组成部分。
因为半导体存储器的存储单元数目极其庞大而器件的引脚数目有限,所以在电路结构上就不可能像寄存器那样把每个存储单元的输入输出直接引出。为了解决这个矛盾,在存储器中给每个存储单元编了一个地址,只有被输入地址代码指定的那些单元才能与公共的输入/输出引脚接通,进行数据的读出和写入。
由于计算机处理的数据量越来越大,运算速度越来越快,这就要求存储器具有更大的存储容量和更快的存取速度。所以通常把存储量和存取速度作为衡量存储器性能的重要指标。(如109位/片,10ns)
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存储器实际上是将大量存储单元按一定规律结合起来的整体,它可以被比喻为一个由许多房间组成的大旅馆。每个房间有一个号码(地址码),每个房间内有一定内容(一个二进制数码,又称一个“字”)。
半导体存储器的种类很多,从存储功能上讲,可分为只读存储器(ReadOnlyMemory,简称ROM)和随机存储器(RandomAccessMemory,简称RAM)两大类。
从构成元件来说,又分为双极型和MOS型。但鉴于MOS电路具有功耗低,集成度高等优点,目前大容量的存储器都是采用MOS电路制作的。
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只读存储器(ROM)
掩模只读存储器
在采用掩模工艺制作ROM时,其中存储的数据是由制作过程中使用的掩模决定的。这种掩模板是按照用户的要求而专门设计的。因此,掩模ROM在出厂时内部存储的数据就已经“固化”在里面了,不可更改。
ROM的电路结构包含存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三个部分。
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A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
D3
D2
D1
D0
-VCC
译
码
器
K:输出控制端
存储矩阵
输出电路
位线
字线
A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
译
码
器
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A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
D3
D2
D1
D0
-VCC
译
码
器
K:输出控制端
假设:
A1A0=11
1
0
0
0
1
1
0
0
二极管
或门
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A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
D3
D2
D1
D0
-VCC
译
码
器
K:输出控制端
1
1
0
0
二极管
或门
1
当某一字线被选中时,
这个字线与位线间若接有二极管,
则该位线输出为1。
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假设:
A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
D3
D2
D1
D0
-VCC
译
码
器
K:输出控制端
0
1
0
1
A1A0=10
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假设:
A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
D3
D2
D1
D0
-VCC
译
码
器
K:输出控制端
0
1
0
1
A1A0=01
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假设:
A1A0
A1A0
A1A0
A1A0
A1
A0
D3
D2
D1
D0
-VCC
译
码
器
K:输出控制端
0
0
1
1
A1A0=00
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