《半导体存储器》ppt课件2

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1、第7章半导体存储器数字电子技术DigitalElectronicsTechnology海南大学《数字电子技术》课程组教学网址：http://hainu.edu.cn/szjpkc讨论空间：http://975885101.qzone.qq.com/E-mail:975885101@qq.com7.1概述1.存储器定义：存储大量二值信息（或称为二值数据）的半导体器件。用途：在计算机或数字系统中存储数据。与寄存器的区别：以字为单位存取，每字包含若干位。各个字的相同位通过同一引脚与外界联系。每个字分配一个地址，因此内部有地址译码器。7.1概述随机存储器RAM（RandomAccessMem

2、ory）按功能只读存储器ROM（Read-OnlyMemory）只能读出不能写入,断电不失分类：掩模ROM可编程ROM（PROM）(ProgrammableROM)(ErasablePROM)ROM可擦除可编程ROM（EPROM）UVEPROMEEPROMFlashMemory电可擦除(Electrically)紫外线擦除(Ultra-Violet)快闪存储器静态存储器SRAM(StaticRAM)动态存储器DRAM(DynamicRAM)还可以按制造工艺分为双极型和MOS型两种。主要指标：存储容量、存取速度。存储容量:用字数×位数表示，也可只用位数表示。如，某动态存储器的容量为10

3、9位/片。7.1概述RAM存取速度：用完成一次存取所需的时间表示。高速存储器的存取时间仅有10ns左右。一、掩模只读存储器又称为固定ROM。工厂按用户要求生产出来后，用户不能改动。1.ROM的构成7.2只读存储器ROM存储矩阵：由若干存储单元排列成矩阵形式。储存单元：可由二极管、双极性三极管或MOS管构成。地址译码器：根据地址输入，在存储矩阵中选出指定的字对应的单元，把数据送往输出缓冲器。输出缓冲器：增加带负载能力；同时提供三态控制，以便和系统的总线相连。7.2只读存储器ROM7.2只读存储器ROM1.工作原理二－四线译码器A1,A0的四个最小项字线位线以2位地址输入和4为数据输出的

4、ROM为例，其存储矩阵是四组二极管或门：当EN=0时，D1=D3=A0D0=W1+W0=A1D3=W1+W3=A1A0+A1A0=A0D2=W1=A1+A0地址与存储数据对应关系表7.2只读存储器ROM地址数据A1A0D3D2D1D00001101101011011010011107.2只读存储器ROM用MOS工艺制造的ROM的存储矩阵如图所示：二、可编程只读存储器PROM产品出厂时存的全是1，用户可一次性写入，即把某些1改为0。但不能多次擦除。存储单元多采用熔丝－低熔点金属或多晶硅。写入时设法在熔丝上通入较大的电流将熔丝烧断。编程时VCC和字线电压提高7.2只读存储器ROM16字×

5、8位的PROM十六条字线八条位线读出时，读出放大器AR工作，写入放大器AW不工作。写入时，在位线输入编程脉冲使写入放大器工作，且输出低电平，同时相应的字线和VCC提高到编程电平，将对应的熔丝烧断。缺点：不能重复擦除。7.2只读存储器ROM7.2只读存储器ROM三、可擦除的可编程只读存储器（EPROM）（一）紫外线擦除的只读存储器（UVEPROM）最早出现的EPROM。通常说的EPROM就是指这种。1.使用FAMOS管（Floating-gateAvalanche-InjuctionMOS，浮栅雪崩注入MOS管）写入：管子原来不导通。在漏源之间加上较高电压后（如-20V），漏极PN结雪

6、崩击穿，部分高速电子积累在浮栅上，使MOS管导通。7.2只读存储器ROM擦除：用紫外线或X射线擦除。需20~30分钟。缺点：需要两个MOS管；编程电压偏高；P沟道管的开关速度低。浮栅上电荷可长期保存－－在125℃环境温度下，70%的电荷能保存10年以上。存储单元图用N沟道管；增加控制栅。SIMOS管原来可导通，开启电压约为2V。注入电荷：在DS间加高电压，同时在控制栅加25V、50mS宽的脉冲。由于控制栅上有电压，所以需要的漏源电压相对较小。注入电荷后其开启电压达7V，不能正常导通。2.使用管SIMOS(Stacked-gateInjuctionMOS，叠栅注入MOS管)7.2只读存

7、储器ROM这是一种双译码方式，行地址译码器和列地址译码器共同选中一个单元。每个字只有一位。7.2只读存储器ROM（二）电可擦除EPROM(EEPROM或E2ROM)用紫外线擦除操作复杂，速度很慢。必须寻找新的存储器件，使得可以用电信号进行擦除。使用浮栅隧道氧化层MOS管Flotox(FloatinggateTunnelOxide)7.2只读存储器ROMGCGf漏极写入（写0）擦除（写1）读出特点：浮栅与漏区间的氧化物层极薄（20纳米以下），称为隧道区。当隧