第六部分 半导体存贮器、可编程器件.ppt

第六部分 半导体存储器 6.1 概述 本章结束 * 1.什么是半导体存储器？ 存储大量二进制数据的半导体器件。 2. 半导体存储器分类 按功能，存储器分为： 双极型 只读存储器（ROM） 随机存取存储器（RAM） 顺序存取存储器（SAM） 静态存储器（SRAM） 动态存储器（DRAM） 在制造工艺上分类： MOS型 6.2 只读存储器（ROM） 各种存储器中结构最简单的一种。在正常工作时它存储的数据是固定不变的，只能读出，不能随时写入，故称只读存储器。 1.分类： 使用的器件类型: 二极管ROM 双极型三极管ROM MOS管ROM 数据的写入方式: 固定ROM：无法更改，出厂时已定 可编程ROM（PROM）：用户只可写入一次 可擦可编程ROM（EPROM）：可写可擦，但费时长，操作复杂 电抹可编程ROM（E2PROM）:电可擦 2. 电路结构框图 n线---2n线译码器 地址输入 容量概念： “字”线：只有一个有效 “位”线：数据线 地址线： A0 A1 . . . An-1 0单元 1单元 2n-1单元 W0 W1 . . . . . . . . . D0 D1 Db-1 数据输出 地址译码器 存储矩阵 输出缓冲器 OE 三态 控制 容量=字×位 （bits） 例 EPROM 27256 共有15位地址，8位输出， 其容量： 注意：1k=1024 1M=1024K 1G=1024M 一.二极管ROM 存储矩阵 地址 译码器 A1 A0 VCC W0 W1 W2 W3 D3 D2 D1 D0 D’3 D’2 D’1 D’0 或阵 与阵 6.2.1固定ROM 地址译码器：2-4译码器 存储矩阵： 接入二极管为1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 D3D2D1D0 A1A0 数 据 地址 存储矩阵实现 “或”功能： “或阵” 实现“与”功能：与阵 W0 W1 W2 W3 D3 D2 D1 D0 VDD 交叉点处接有MOS管时相当于存1，没有MOS管时相当于存0。交叉点的数目称为存储单元数，用4（字数）×4（位数）表示。 三、固定ROM特点：电路结构简单，集成度高 二. NMOS管存储矩阵 “字”线 6.2.2 PROM 存储矩阵示意图： 出厂时：全1 写入数据时：将需存入0的单元上的熔断丝断。有专用设备-编程器。 只能写一次 6.2.3 可擦除的可编程只读存储器 一、EPROM （紫外线擦除） 1.FAMOS：栅极“浮置”在SiO2内，处于绝缘的状态。 2. 出厂时全“1” 写0 时：利用雪崩击穿，采用特殊的雪崩将电荷注入 MOS管的“浮置栅”，使FAMOS导通。 3.擦除方式：紫外线照射，使“浮置栅”放电。 注意：编程后，用黑色胶布将擦除窗口封住。 合二为一：叠栅注入MOS管。 允许改写几百次 二、EP2ROM （电擦除） 利用隧道效应，控制浮置栅的充、放电。 允许改写上万次，基本上没有次数限制。 三、Flash Memory:快闪存储器 方法： 采用特殊的单管叠栅MOS管，写入用雪崩注入，擦除利用隧道效应 擦除方式：加电 特点： 擦除操作简单，集成度高，容量大 方法：“查找表”，将真值表存于ROM中。 【例】 用一个ROM实现二进制码到格雷码的转换 6.2.4 ROM的应用： ROM为组合电路器件 实现组合逻辑函数，实现时序电路中组合逻辑部分. 确定地址和输出 输入变量为B3、B2、B1、B0，地址为4位；函数R3、R2、R1 、R0，输出为4个，应选用24×4的ROM 逻辑图： ROM 24×4 0 1 2 3 A 0 15 [0]A [1]A [2]A [3]A CS OE 存储内容（数据）： 0011 2 1000 15 …… 0001 1 0000 0 数据 D3D2D1D0 地址 【例】 用ROM和寄存器实现同时模10加/减可逆计数器， X=0，加法； X=1，减法。 一、框图： 模10计数状态需4位，所以选用4位寄存器。根据时序电路结构，可得框图： 图中组合电路由ROM实现；而由寄存器作记忆电路。 Reg CP Q 4 4 组合电路 Y（进位） X D 加深理解： ROM为组合电路器件。 确定地址和输出 输入变量为Q3、Q2、Q1、Q0和X，地址为5位； 输出D3、D2、D1 、D0和Y ，5个，应选用25×5的ROM 逻辑图： 存储内容（数据）： 00111 11000 01000 11001 1100