《半导体存储器》课件

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1、数字电子技术基础7.1概述7.2只读存储器(ROM)7.3随机存储器(RAM)7.4存储器容量的扩展7.5用存储器实现组合逻辑函数第七章半导体存储器内容提要本章系统地介绍各种半导体存储器的工作原理及其应用。重点内容有：1、存储器的基本工作原理、分类和每种类型存储器的特点；2、扩展存储器容量的方法；3、用存储器设计组合逻辑电路的原理和方法。7.1概述半导体存储器是能存储二值信息（0、1）的半导体器件，属大规模集成电路，是进一步完善数字系统功能的重要部件。存储器的重要指标：存储量和存取速度。结构特点：给每个存储单元编一个地址，只有被输入地址代码指

2、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。半导体存储器从制造工艺上分为:(1)双极型存储器(2)MOS型存储器鉴于MOS电路具有功耗低、集成度高的优点，目前，大容量的存储器都是采用MOS工艺制作的。(2)随机存储器(RAM)(1)只读存储器(ROM)半导体存储器从存、取功能上分为：7.2只读存储器(ROM)按工艺分二极管ROMMOS型ROM双极型ROM按存储机理分固定ROM(掩膜式ROM)EPROM（光可擦除可编程存储器）PROM（一次可编程存储器）E2PROM（电可擦除可编程存储器）快闪存储器(FlashMemory

3、)只读存储器在正常工作状态下只能读取数据，不能快速修改或写入数据。优点：电路结构简单，断电数据不会丢失。7.2只读存储器(ROM)7.2.1掩模只读存储器ROM的电路结构主要由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器三部分组成。图7.2.1ROM的电路结构框图图7.2.2二极管ROM的电路结构图A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器EN’存储矩阵输出缓冲器字线位线A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0译码器A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器假设：A1A0＝1110001100EN’

4、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，否则为0。A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器1100及时归纳1EN’假设：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器0101A1A0＝10EN’假设：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器0101A1A0＝01EN’假设：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器0011A1A0＝001111EN’000101111111111000000001地址A1

5、A0D3D2D1D0内容A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器EN’图7.2.3是使用MOS管的ROM矩阵：字线与位线的交叉点上有MOS管时相当于存1，无MOS管时相当于存0。7.2.2可编程只读存储器（PROM）是一种可编程序的ROM，在出厂时全部存储“1”，用户可根据需要将某些单元改写为“0”,然而只能改写一次，称其为PROM。若将熔丝烧断，该单元则变成“0”。显然，一旦烧断后不能再恢复。图7.2.4熔丝型PROM的存储单元7.2.3可擦除的可编程只读存储器EPROM:紫外线可擦除的可编程只读存储器(简称U

6、VEPROM)E2PROM:电可擦除的可编程只读存储器FlashMemory：快闪存储器1)存储单元--叠栅MOS管（SIMOS）原理：利用浮栅是否积累负电荷来存储数据。在写入数据前：浮栅无电子，SIMOS管同正常MOS管，开启电压为VT；写数据时，需在漏、栅极之间加足够高的电压（如25V）使漏极与衬底之间的PN结反向击穿，产生大量的高能电子。这些电子穿过氧化绝缘层堆积在浮栅上，从而使浮栅带有负电荷。浮栅有电子后，控制栅需要加更大正压才能使管子开启，开启电压为VT’。N+N+g’浮栅g控制栅极SD-+P型衬底VgsiD0VTVT’1.EPRO

7、M:紫外线可擦除只读存储器符号1.EPROM:擦除时，用紫外光照射其透明的石英盖板10～20分钟，浮栅上的电子形成光电流而泄放，其内部的数据将全部擦除了，这时可以再通过专用的编程器写入希望的数据。由于浮栅被绝缘二氧化硅包围，浮栅上电荷没有放电回路，信息不会丢失，这种存储的信息可能安全保存20年以上，但为了防止平时日光中的紫外线的照射，在其石英窗口上帖上黑纸。N+N+g’浮栅g控制栅极SD-+P型衬底2.E2PROM:电可擦除的PROME2PROM是在EPROM的基础上开发出来的，可以在加电的情况下以字节为单位进行擦除和改写,并可直接在机器内进

8、行擦除和改写,方便灵活。E2PROM内部电路与EPROM电路类似,在SIMOS中的结构进行了一些调整，在浮栅延长区与漏区N+之间的交叠处的薄绝缘层相当于一个遂道二极