数电课件 第八章 半导体存储器.ppt

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1、第八章半导体存储器主要内容★半导体存储器的结构、特点和功能★RAM、ROM的应用基本要求存储器概述存储器是数字系统和电子计算机的重要组成部分；功能：存放数据、指令等信息。按材料分类1)磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带2)光介质类——CD、DVD3)半导体介质类——ROM、RAM等按功能分类主要分RAM和ROM两类，不过界线逐渐模糊。RAM:SRAM,DRAM,SDRAM,DDRROM:掩模ROM,PROM,EPROM,EEPROM,FLASHROM性能指标1)存储容量——一般用字位数表示,即字数×位数；如：256×8bit=2048位。2)存取时间——存储器操作的速度。本课主

2、要讲述半导体介质类器件跟踪新技术-2007诺贝尔物理学奖半导体存储器——存放大量二进制信息的半导体器件。分为：ROM、RAM。一、只读存储器ROM（readonlymemory）ROM～是存储固定信息的存储器件，即先把信息或数据写入存储器中，在正常工作时，它存储的数据是固定不变的，只能读出，不能写入。（ROM是存储器结构最简单的一种。）特点：①只能读出，不能写入；②属于组合电路，电路简单，集成度高；③具有信息的不易失性；④存取时间在20ns～50ns。缺点：只适应存储固定数据的场合。ROM的分类(1)按制造工艺分二极管ROM双极型ROM(三极管)单极型(MOS)(2)按存储

3、内容写入方式分掩膜ROM(固定ROM)——厂家固化内容；可编程ROM（PROM）——用户首次写入时决定内容。（一次写入式）可编程、光可擦除ROM（EPROM）—可根据需要改写数据；可编程、电可擦除ROM（EEPROM即E2PROM）1、腌膜ROM(固化ROM)采用腌膜工艺制作ROM时，其存储的数据是由制作过程中的腌膜板决定的。这种腌膜板是按照用户的要求而专门设计的。因此，腌膜ROM在出厂时内部存储的数据就“固化”在里面了，使用时无法再更改。A0Ai地址译码器…..存储矩阵输出缓冲器地址输入三态控制输入数据输出（1）基本构成①地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号

4、，利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把其中的数据送到输出缓冲器。A0Ai地址译码器…..存储矩阵输出缓冲器地址输入三态控制输入数据输出②存储矩阵是由存储单元排列而成，可以由二极管、三极管或MOS管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组存储单元对应一个地址代码。③输出缓冲器的作用：Ⅰ、提高存储器的带负载能力，将高、低电平转换标准的逻辑电平；Ⅱ、实现对输出的三态控制，以便与系统总线连接。（2）举例4×4存储器2位地址代码A1、A0给出4个不同地址，4个地址代码分别译出W0～W3上的高电平信号。位输出线111111VccA1A0D3D2D1D0W3W2W1W0

5、地址译码器存储矩阵END3’VccA1A0W3二极管与门作译码A1A0＝00W0＝1；A1A0＝01W1＝1；A1A0＝10W2＝1；A1A0＝11W3＝1；（2）举例4×4存储器（续）存储矩阵由4个二极管或门组成，当W0～W3线上给出高电平信号时，会在D0～D3输出一个二值代码位输出线111111VccA1A0D3D2D1D0W3W2W1W0地址译码器存储矩阵END3’D3’W3W1二极管或门作编码器D3＝W1＋W3D2＝W0＋W2＋W3D1＝W1＋W3D0＝W0＋W1W0～W3：字线D0～D3：位线（数据线）A0、A1：地址线（2）举例4×4存储器（续）位输出线1111

6、11VccA1A0D3D2D1D0W3W2W1W0地址译码器存储矩阵END3’字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接二极管相当于存1，没接二极管相当于存0，交叉点的数目就是存储容量，写成“字数×位数”的形式D3＝W1＋W3D2＝W0＋W2＋W3D1＝W1＋W3D0＝W0＋W1存储内容真值表地址数据A1A0D3D2D1D000010110101101101001110＝m1＋m3＝m0＋m2＋m3＝m1＋m3＝m0＋m1地址数据A1A0D3D2D1D000010110101101101001110D3D2D1D0与阵列或阵列W1W0W2W3简化ROM点阵图字输出

7、：D3D2D1D0随着地址的不同有不同的数据。位输出：D3、D2、D1、D0每根位线，由不同的最小项组成，可实现组合逻辑函数。D3＝W1＋W3D2＝W0＋W2＋W3D1＝W1＋W3D0＝W0＋W1输出方式2PROM(可编程ROM)☆PROM只能写一次，一旦写入就不能修改（OTP型）。☆基本结构同掩模ROM，由存储矩阵、地址译码和输出电路组成。☆出厂时在存储矩阵地所有交叉点上都做有存储单元，一般存1。☆存数方法：熔丝法和击穿法。熔丝法图示e熔丝cbVcc字线位线加高电压将熔丝化断，即可将原有的1改写为0。3EPROM