半导体存储器.ppt

第5章半导体存储器
半导体存储器的分类
随机读写存储器 RAM
可编程只读存储器
掩模只读存储器 MROM
半导体存储器的分类
半导体存储器
用半导体材料制成的大规模集成电路,基本功能是存储数据,用于数字系统中需要临时或永久性保存数据的场合。
按功能分类
半导体存储器
随机读写
存储器
静态随机读写存储器(SRAM)
动态随机读写存储器(DRAM)
只读存储
器
掩模只读存储器MROM
一次性可编程只读存储器(OTP)
紫外线可擦除可编程只读存储器(EPROM)
电可擦除可编程只读存储器(E2PROM)
闪烁存储器(FLASH E2PROM)
RAM: 随机读写存储器(Random Access Memory)
数据可以随时存入(写)或取出(读)。断电数据会丢失。
ROM: 只读存储器(Read Only Memory)
存放固定数据,事先写入,工作中可随时读取。断电数据不会丢失
MROM:掩模只读存储器(Masked ROM)
制造时固化数据,工作中只读,得不改写,适用于大批量产品。
OTP:一次性可编程只读存储器(One Time Programmble ROM)
使用前,用户一次性写入数据,不得改写。适用于小批量产品。
EPROM:紫外线可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM)
数据写入后,可用紫外线照射擦除。擦除后可重写。
E2PROM:电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable PROM)
数据写入后,可施加电信号将数据擦除,并写入新数据,可反复擦
写上百次,适用于开发阶段或小批量产品的生产。可在线读写。
FLASH E2PROM:闪烁存储器。
具有E2PROM的擦写特点,擦除速度快得多,擦写次数达上千次。
按制造工艺分类,
双极型存储器:工作速度快,但功耗大、集成度不高;
MOS型存储器:制作工艺简单,集成度高,功耗耗,容量大,成本低。
工作速度得到极大地提高,得到广泛应用。
随机读写存储器RAM
SRAM
注意:
读出是无破坏性的,即,读操作不会使数据发生改变。
写入会改变原来存放的数据。即,不管原来存放的数据是什么,写操作后一定是新写入的数据。
MOS六管存储单元
T1~T4构成基本RS触发器。
读取数据:使X、Y有效,T5~T8开通,触发器的两个互补输出端分别向 D、端传出数据;
写入数据:先将待写入的数据送到 D、端上,再使X、Y有效, T5~T8开通,外来数据强行使触发器置位或复位。
存储器:由大量的存储单元按阵列方式排列形成。
例:4×4 存储单元方阵构成的存储器,能存放16个二进制数据位:
A0~A3: 地址,对某一存储单元进行选择。其中:
A1A0:由X选择译码电路译为4路输出,用作行选择;
A3A2:由Y选择译码电路译为4路输出,用作列选择。
只有行和列同时选中的存储单元才能通过D、端进行访问。
读写控制电路,见右图。
I/O:数据输入/输出端。
:器件选择信号。
若,G1、G2、G3呈高阻态,读写操作被禁止;
若,G1、G2、G3开通,读写操作可进行,此时:
若,G3开通,数据D 从 I/O 输出;
若,G1、G2开通,数据由I/O 送到D、端。
集成 SRAM 6116 介绍:
D7~D0: 数据输入/输出端,以字节为单位进行读写。
A10~A0:11位地址输入端,存储容量为2048字节(2KB)。
:片选端。为0,允许读写。为1:备用(此时功耗极微,且数据
不会丢失)。
:读脉冲端。为0:读当前地址对应的数据。为1:D7~D0端呈高
阻态。
:写脉冲端。先将待写入的8位数据送到D7~D0端,再令其为0,
数据即被写入到当前地址对应的存储单元。
集成 SRAM 6116
DRAM
单管DRAM存储单元如图。
Cs、T:存储元件:
Cs :充满电荷时表示存储1,
无电荷时表示存储0。
T:门控管,工作在开关状态。
Co:杂散分布电容,Cs、Co的容量都很小。
工作原理:
(1)写入数据:
待写数据位加在数据线上 Co充放电字线加高电使T导通
Cs充放电撤消字线上的高电平使T截止 Cs上的电荷状态被保持。
(2)读取数据:
使数据线置于中间电位 Co充放电使数据线处于高阻抗字线加
高电使T导通 Co和Cs上的电荷重新分配达到平衡。若——
平衡后的电位高于中间电位,则原来存入的数据为1;
平衡后的电位低于中间电位,则原来存入的数据为0。
注意: 读取数据时Cs上的电荷发生了改变,原来存入的数据被破坏
应立即将读得的数据重