阎石 数字电子技术基础 第7章 山东大学课件.ppt

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1、第七章半导体存储器7.1概述半导体存储器是一种能存储大量二值信息的半导体器件。分类：1、从存储功能上可分为：只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）随机存储器RAM（RandomAccessMemory）2.从制造工艺上可分为：双极型、MOS型输入/出电路I/O输入/出控制！单元数庞大！受器件输入/输出引脚数目的限制一般结构形式7.2只读存储器ROM优点：电路结构简单，数据可多次读出，停电不丢失数据。缺点：写入过程复杂，只适宜存储固定数据。7.2.1掩模只读存储器掩模ROM在出厂时内部存储的数据就已经“固化”。一、ROM的电路结构：地址译码器存储矩阵输出缓冲器数

2、据输出地址输入三态控制地址译码器存储矩阵输出缓冲器数据输出地址输入三态控制存储矩阵：由许多存储单元排列而成，每个单元能放1位二值代码（0或1），每一个或一组存储单元有一个对应的地址代码。地址译码器：将输入的地址代码译成相应的控制信号，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。输出缓冲器：一是能提高存储器的带负载能力，二是实现对输出状态的三态控制，以便与系统总线连接。二、举例:二极管结构的ROM电路图W0、W1、W2、W3为字线d0、d1、d2、d3为位线如A1A0=00时，W0=1，W1=W2=W3=0因此：D3=0，D2=1，D1=0

3、，D0=1010100110101101101011100地址数据ROM中的数据表可得数据表如下：可见ROM矩阵输出Di与地址输入Ai之间是一个与或关系，由一个与阵列和一个或阵列组成。与阵列或阵列存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入“1”，无器件存入“0”010100110101101101011100地址数据ROM中的数据表存储器的容量：“字数x位数”上图的存储量表示为4x4位。10条地址线、8条数据线的ROM容量是多少？掩模ROM的特点：出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产，简单，便宜，非易失性。7.2.2可编程只读存储器ROM（PROM）

4、ProgrammableRead-OnlyMemory总体结构与掩模ROM一样，但出厂时已经在存储矩阵的所有交叉点上全部制作了存储元件，相当于在所有存储单元中都存入了1。写入数据时，设法将需要存入0的那些存储单元上的熔丝烧断就可以。PROM的内容只能写入一次(OTP---onetimeprogramming)。写入时，要使用编程器7.2.3可擦除的可编程ROM（EPROM）ErasableProgrammableRead-OnlyMemory一、EPROM（UVEPROM）紫外线可擦除的可编程ROM（Ultra-VoiletErasableProgrammableRea

5、d-OnlyMemory）总体结构同PROM，只是采用了不同的存储单元。出厂时存储信息为1，写入0时给MOS管的浮栅注入电子。擦除时通过紫外光照射，驱散浮栅上的电荷。EPROM的封装上开有石英玻璃的窗口。二、E2PROM电信号可擦除的可编程ROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory）擦除和写入时需要加高电压脉冲。擦、写时间仍较长，需要专用编程器实现。正常工作状态下，只能工作在读出状态。现在电信号可擦除的可编程ROM内部设置了升压电路，使擦、写、读都可以在5V电源下进行，不需要编程器，可在线改写。广泛应用在IC卡

6、等领域。特点：用电擦除、擦写方便、速度较快，但集成度低，存储容量小。三、快闪存储器（FlashMemory）电信号可擦除的可编程ROM，即吸收了EPROM结构简单、编程可靠的优点，又保留了E2PROM擦除快的特点。因此具有以下优点：集成度高、容量大、成本低、使用方便。7.3随机存储器RAM7.3.1静态随机存储器（SRAM）StaticRAM片选输入端读/写控制端SRAM的结构各部分功能行地址译码器:从存储矩阵中选中一行存储单元；列地址译码器:从字线选中的一行存储单元中再选1位（或几位），使这些被选中的单元经读/写控制电路，与输入/输出端接通，以便对这些单元进行读/写操

7、作。读/写控制电路：用于对电路的工作状态进行控制。当读/写控制信号为1时，执行读操作，将存储单元里的数据送到输入/输出端上。当读/写控制信号为0时，执行写操作，加到输入/输出端上的数据被写到存储单元中。片选输入端：片选输入信号为0时，RAM为正常工作状态。片选输入信号为1时，不能对RAM进行读/写操作。1024×4位RAM的结构框图：静态随机存储器的每一个存储单元为一个基本RS触发器，因此只要不掉电，RAM中的数据就可以一直保持。除非重新改写。7.3.2动态随机存储器（DRAM）DynamicRAMDRAM的存储单元是利用MOS管栅极电容