第11章半导体存储器
阎石《数字电子技术基础》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(7-11章)【圣才出品】
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
存储矩阵中选出指定单元,并把其中数据送到输出缓冲器。 (3)输出缓冲器的作用是提高存储器带负载能力,实现对输出状态的三态控制,便与 系统的总线连接。
图 7-1 ROM 的电路结构框图
2.可编程只读存储器(PROM) PROM 初始时所有存储单元中都存入了 1,可通过将所需内容自行写入 PROM 而得到 要求的 ROM。PROM 的总体结构与掩模 ROM 一样,同样由存储矩阵、地址译码器和输出 电路组成。 PROM 的内容一经写入以后,就不可能修改了,所以它只能写入一次。因此,PROM 仍不能满足研制过程中经常修改存储内容的需要。
3 / 127
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
分组成,如图 7-4 所示。 ①存储矩阵由许多存储单元排列而成,每个存储单元能存储 1 位二值数(1 或 0),既 可以写入 1 或 0,又可以将存储的数据读出; ②地址译码器一般都分成行地址译码器和列地址译码器。行地址译码器将输入地址代码 的若干位译成某一条字线的输出高、低电平信号,从存储矩阵中选中一行存储单元;列地址 译码器将输入地址代码的其余几位译成某一根输出线上的高、低电平信号,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、写操作;
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
第 7 章 半导体存储器
7.1 复习笔记
一、概述 半导体存储器是一种能存储大量二值信息(或称为二值数据)的半导体器件。半导体存 储器的种类很多,从存、取功能上可以分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。 只读存储器在正常工作状态下只能从中读取数据,不能快速地随时修改或重新写入数 据。ROM 的优点是电路结构简单,而且在断电以后数据不会丢失。它的缺点是只适用于存 储那些固定数据的场合。只读存储器中又有掩模 ROM、可编程 ROM(PROM)和可擦除 的可编程 ROM(EPROM)几种不同类型。 随机存储器与只读存储器的根本区别在于,正常工作状态下就可以随时快速地向存储器 里写入数据或从中读出数据。根据所采用的存储单元工作原理的不同,又将随机存储器分为 静态存储器(SRAM)和动态存储器(DRAM)。
半导体存储器分类的介绍
半导体存储器分类介绍§ 1. 1 微纳电子技术的发展与现状§1.1.1 微电子技术的发展与现状上个世纪50年代晶体管的发明正式揭开了电子时代的序幕。
此后为了提高电子元器件的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高。
1962年,由金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)组装成的集成电路(IC)成为微电子技术发展的核心。
自从集成电路被发明以来[1,2],集成电路芯片的发展规律基本上遵循了Intel 公司创始人之一的Gordon Moore在1965年预言的摩尔定律[3]:半导体芯片的集成度以每18个月翻一番的速度增长。
按照这一规律集成电路从最初的小规模、中规模到发展到后来的大规模、超大规模(VLSI),再到现在的甚大规模集成电路(ULSI)的发展阶段。
随着集成电路制造业的快速发展,新的工艺技术不断涌现,例如超微细线条光刻技术与多层布线技术等等,这些新的技术被迅速推广和应用,使器件的特征尺寸不断的减小。
其特征尺寸从最初的0.5微米、0.35 微米、0.25 微米、0.18 微米、0.15 微米、0.13 微米、90 纳米、65 纳米一直缩短到目前最新的32纳米,甚至是亚30纳米。
器件特征尺寸的急剧缩小极大地提升了集成度,同时又使运算速度和可靠性大大提高,价格大幅下降。
随着微电子技术的高速发展,人们还沉浸在胜利的喜悦之中的时候,新的挑战已经悄然到来。
微电子器件等比例缩小的趋势还能维持多久?摩尔定律还能支配集成电路制造业多久?进入亚微米领域后,器件性能又会有哪些变化?这一系列的问题使人们不得不去认真思考。
20世纪末期,一门新兴的学科应运而生并很快得到应用,这就是纳电子技术。
§1.1.2 纳电子技术的应用与前景2010年底,一篇报道英特尔和美光联合研发成果的文章《近距离接触25nm NAND闪存制造技术》[4],让人们清楚意识到经过近十年全球范围内的纳米科技热潮,纳电子技术已逐渐走向成熟。
章数据的存储采集与转换
2、转换精度 D/A转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值
与理想值之差,即最大静态转换误差。
3.转换时间(输出建立时间) 从输入数字信号起,到输出电压或电流到达稳定值 时所需要的时间,称为转换时间(输出建立时间)。
11.4 模数转换电路
11.4.1 A/D转换器的基本原理
A/D转换器的基本原理框图如图所示,
如果是n位D/A转换器,当RF=R时,输出模拟电压值可 表示为
u o U 2 n R ( 2 n 1 d n 1 2 n 2 d n 2 2 n 3 d n 3 ..2 0 .d 0 ) . u o U ( R1 2d n 11 4d n 28 1d n 3 ..2 1 .nd .0 )
11.3.2 倒T形电阻网络D/A转换 器
RF
LSB d0
d1
d2 MSB d3
R
R
RA
I∞
Σ
-
2R I0 2R I1 2R I2 2R I3 2R
+ +
uo
S0
S1
S2
S3
1
01
01
01
0
UR
LSB d0
d1
d2 MSB d3
RF
R
R
RA
Σ
I∞ -
2R I0 2R I1 2R I2 2R I3 2R
其工作原理可用天平秤重作比喻。若有四个砝码共重15克,每个重量分 别为8、4、2、1克。设待秤重量Wx = 13克,可以用下表步骤来秤量:
砝码重
结
论
第一次 第二次 第三次 第四次
8克 加4克 加2克 加1克
砝码总重 < 待测重量Wx ,故保留 砝码总重仍 <待测重量Wx ,故保留 砝码总重 > 待测重量Wx ,故撤除 砝码总重 = 待测重量Wx ,故保留
数字电子技术基础习题册答案
第7章 时序逻辑电路【7-1】已知时序逻辑电路如图所示,假设触发器的初始状态均为0。
(1 )写出电路的状态方程和输出方程。
(2) 分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表,说明其逻辑功能。
(3) 画出X =1时,在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形。
1J 1KC11J 1KC1Q 1Q 2CPXZ1图解:1.电路的状态方程和输出方程n 1n2n 11n 1Q Q Q X Q +=+n 2n 11n 2Q Q Q ⊕=+ CP Q Q Z 21=2.分别列出X =0和X =1两种情况下的状态转换表,见题表所示。
逻辑功能为 当X =0时,为2位二进制减法计数器;当X =1时,为3进制减法计数器。
3.X =1时,在CP 脉冲作用下的Q 1、Q 2和输出Z 的波形如图(b)所示。
题表Q Q Z图(b)【7-2】电路如图所示,假设初始状态Q a Q b Q c =000。
(1) 写出驱动方程、列出状态转换表、画出完整的状态转换图。
(2) 试分析该电路构成的是几进制的计数器。
Q c图解:1.写出驱动方程1a a ==K J ncn a b b Q Q K J ⋅== n b n a c Q Q J = n a c Q K = 2.写出状态方程n a 1n a Q Q =+ n a n a n a n a n c n a 1n b Q Q Q QQ Q Q +=+ nc n a n c n b n a 1n b Q Q Q Q Q Q +=+3.列出状态转换表见题表,状态转换图如图(b)所示。
图7.2(b)表7.2状态转换表CP na nbc Q Q Q 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 16 0 0 0n4.由FF a 、FF b 和FF c 构成的是六进制的计数器。
【7-3】在二进制异步计数器中,请将正确的进位端或借位端(Q 或Q )填入下表解:题表7-3下降沿触发 由 Q 端引出进位 由Q 端引出借位触发方式 加法计数器 减法计数器上升沿触发 由Q 端引出进位 由Q 端引出借位【7-4】电路如图(a)所示,假设初始状态Q 2Q 1Q 0=000。
半导体存储器分类
半导体存储器一.存储器简介存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。
在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。
计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
存储器件是计算机系统的重要组成部分,现代计算机的内存储器多采用半导体存储器。
存储器(Memory)计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。
计算机中的全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
自世界上第一台计算机问世以来,计算机的存储器件也在不断的发展更新,从一开始的汞延迟线,磁带,磁鼓,磁芯,到现在的半导体存储器,磁盘,光盘,纳米存储等,无不体现着科学技术的快速发展。
存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。
这些器件也称为记忆元件。
在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。
记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。
日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。
计算机中处理的各种字符,例如英文字母、运算符号等,也要转换成二进制代码才能存储和操作。
储器的存储介质,存储元,它可存储一个二进制代码。
由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。
一个存储器包含许多存储单元,每个存储单元可存放一个字节(按字节编址)。
每个存储单元的位置都有一个编号,即地址,一般用十六进制表示。
一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。
假设一个存储器的地址码由20位二进制数(即5位十六进制数)组成,则可表示2的20次方,即1M个存储单元地址。
单片微型计算机原理及应用_课后习题答案
《单片微型计算机原理及应用》习题参考答案姜志海刘连鑫王蕾编著电子工业出版社目录第1章微型计算机基础 (2)第2章半导体存储器及I/O接口基础 (4)第3章MCS-51系列单片机硬件结构 (11)第4章MCS-51系列单片机指令系统 (16)第5章MCS-51系列单片机汇编语言程序设计 (20)第6章MCS-51系列单片机中断系统与定时器/计数器 (26)第7章MCS-51系列单片机的串行口 (32)第8章MCS-51系列单片机系统扩展技术 (34)第9章MCS-51系列单片机键盘/显示器接口技术 (36)第10章MCS-51系列单片机模拟量接口技术 (40)第11章单片机应用系统设计 (44)第1章微型计算机基础1.简述微型计算机的结构及各部分的作用微型计算机在硬件上由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。
运算器是计算机处理信息的主要部分;控制器控制计算机各部件自动地、协调一致地工作;存储器是存放数据与程序的部件;输入设备用来输入数据与程序;输出设备将计算机的处理结果用数字、图形等形式表示出来。
通常把运算器、控制器、存储器这三部分称为计算机的主机,而输入、输出设备则称为计算机的外部设备(简称外设)。
由于运算器、控制器是计算机处理信息的关键部件,所以常将它们合称为中央处理单元CPU(Central Process Unit)。
2.微处理器、微型计算机、微型计算机系统有什么联系与区别?微处理器是利用微电子技术将计算机的核心部件(运算器和控制器)集中做在一块集成电路上的一个独立芯片。
它具有解释指令、执行指令和与外界交换数据的能力。
其内部包括三部分:运算器、控制器、内部寄存器阵列(工作寄存器组)。
微型计算机由CPU、存储器、输入/输出(I/O)接口电路构成,各部分芯片之间通过总线(Bus)连接。
以微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备、电源、系统软件一起构成应用系统,称为微型计算机系统。
小学语文教学技能 第11章 多媒体运用技能
讲与议
二、 多媒体选择技能
多媒体的选择是指教师在选用多媒体时,需从教学的整个过程出发,全面思考多 媒体与教学目标、教学内容、教学对象诸要素之间的关系,在此基础上确定要不要用 多媒体,用什么多媒体,何处、何时使用多媒体等,真正发挥多媒体的辅助优势。
(一) 正面影响
其一,发挥多媒体教学图文声像一体化的集约性特点,调动多种感官、创设真 实情境,化静为动,有利于激发学生的学习兴趣、调整注意力,辅助突破语文教学 的重难点。
其二,多媒体教学的超文本性,利于扩充课堂容量,加大信息密度,节约教学 时间,提高课堂效率。
其三,多媒体教学的动态性、交互性特点,利于突破传统语文教学中平面、封 闭的局限,建立多元、开放的语文课堂。
由此,如果长久地凭借图像、声音等媒介进行阅读,语言中枢将得不到应有的锻炼, 结果是语言越来越贫乏,阅读和表达能力越来越衰弱,最终造成语文能力的低下。
所以,语文学习不能仅靠看图画、听音乐或泛泛地浏览来完成,还得强化阅读和思 维的优势。
注意事项
三、 不要让多媒体的“形象”替代学生的想象
多媒体无法代替我们对语言文字的感悟。语言与多媒体本是认识世界和人生的两种不 同形式,前者是抽象的文字组合,需要读者以自己的经验和认识读出形象、读出意义;而 后者则生动得多,有形象的画面,有动听的音乐,不太需要个人的想象。
(三) 注重与语文教学目标、教学内容相联系
多媒体选择应注意与教学目标、教学内容相联系,注重它们之间的相关性。
讲与议
三、 多媒体运用技能
(一) 注重多媒体课件制作的恰当视觉效果 (二) 注意切入时机 (三) 巧用多媒体,辅助突破教学重难点,提高学习效果 (四) 活用多媒体,拓展迁移 (五) 多媒体与传统媒体,优势互补,结合运用
半导体器件物理 教案 课件
半导体器件物理教案课件PPT第一章:半导体简介1.1 半导体的定义与特性1.2 半导体材料的分类与应用1.3 半导体的导电机制第二章:PN结与二极管2.1 PN结的形成与特性2.2 二极管的结构与工作原理2.3 二极管的应用电路第三章:晶体三极管3.1 晶体三极管的结构与类型3.2 晶体三极管的工作原理3.3 晶体三极管的特性参数与测试第四章:场效应晶体管4.1 场效应晶体管的结构与类型4.2 场效应晶体管的工作原理4.3 场效应晶体管的特性参数与测试第五章:集成电路5.1 集成电路的基本概念与分类5.2 集成电路的制造工艺5.3 常见集成电路的应用与实例分析第六章:半导体器件的测量与测试6.1 半导体器件测量基础6.2 半导体器件的主要测试方法6.3 测试仪器与测试电路第七章:晶体二极管的应用7.1 二极管整流电路7.2 二极管滤波电路7.3 二极管稳压电路第八章:晶体三极管放大电路8.1 放大电路的基本概念8.2 晶体三极管放大电路的设计与分析8.3 晶体三极管放大电路的应用实例第九章:场效应晶体管放大电路9.1 场效应晶体管放大电路的基本概念9.2 场效应晶体管放大电路的设计与分析9.3 场效应晶体管放大电路的应用实例第十章:集成电路的封装与可靠性10.1 集成电路封装技术的发展10.2 常见集成电路封装形式与特点10.3 集成电路的可靠性分析与提高方法第十一章:数字逻辑电路基础11.1 数字逻辑电路的基本概念11.2 逻辑门电路及其功能11.3 逻辑代数与逻辑函数第十二章:晶体三极管数字放大器12.1 数字放大器的基本概念12.2 晶体三极管数字放大器的设计与分析12.3 数字放大器的应用实例第十三章:集成电路数字逻辑家族13.1 数字逻辑集成电路的基本概念13.2 常用的数字逻辑集成电路13.3 数字逻辑集成电路的应用实例第十四章:半导体存储器14.1 存储器的基本概念与分类14.2 随机存取存储器(RAM)14.3 只读存储器(ROM)与固态硬盘(SSD)第十五章:半导体器件物理在现代技术中的应用15.1 半导体器件在微电子技术中的应用15.2 半导体器件在光电子技术中的应用15.3 半导体器件在新能源技术中的应用重点和难点解析重点:1. 半导体的定义、特性及其导电机制。
《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)
《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
4. 两管与非门有哪些缺点,四管及五管与非门的结构相对于两管与非门在那些地方做了改善,并分析改善部分是如何工作的。
四管和五管与非门对静态和动态有那些方面的改进。
5. 相对于五管与非门六管与非门的结构在那些部分作了改善,分析改进部分是如何工作的。
6. 画出四管和六管单元与非门传输特性曲线。
并说明为什么有源泄放回路改善了传输特性的矩形性。
7. 四管与非门中,如果高电平过低,低电平过高,分析其原因,如与改善方法,请说出你的想法。
8. 为什么TTL与非门不能直接并联?9. OC门在结构上作了什么改进,它为什么不会出现TTL与非门并联的问题。
第5章MOS反相器1. 请给出NMOS晶体管的阈值电压公式,并解释各项的物理含义及其对阈值大小的影响(即各项在不同情况下是提高阈值还是降低阈值)。
2. 什么是器件的亚阈值特性,对器件有什么影响?3. MOS晶体管的短沟道效应是指什么,其对晶体管有什么影响?4. 请以PMOS晶体管为例解释什么是衬偏效应,并解释其对PMOS晶体管阈值电压和漏源电流的影响。
5. 什么是沟道长度调制效应,对器件有什么影响?6. 为什么MOS晶体管会存在饱和区和非饱和区之分(不考虑沟道调制效应)?7.请画出晶体管的D DS特性曲线,指出饱和区和I V非饱和区的工作条件及各自的电流方程(忽略沟道长度调制效应和短沟道效应)。
微机原理(存储器系统)
只读存储器是一种对其内容只能读出不能写入的存储器。
可擦除可编程只读存储器EPROM(Erasible Programmable
ROM)和电可擦除可编程只读存储器EEPROM(Electric Erasible Programmable ROM)以及近年来发展起来的快擦型 存储器(Flash Memory)具有EEPROM的特点。
C1
C2
2)写入时, T1.T2均导通,数 据线上的信息对C1进行充放电
2018年11月28日
11
(1) 单译码
单译码方式又称字结构,全部地址码只用一 个电路译码,译码输出的选择线直接选中对应 的存储单元。这一方式需要的选择线数较多, 只适用于容量较小的存储器。
(2) 双译码
在双译码结构中,将地址译码器分成行译码器
(又叫X译码器)和列译码器(又叫Y译码器)两部分,
行列选择线交叉处即为所选中的内存单元,这种方 式的特点是译码输出线较少。
+5V WE* CS2 A8 A9 A11 OE* A10 CS1* D7 D6 D5 D4 D3
26
2018年11月28日
SRAM 6264的功能
工作方式 CS1* CS2 WE* OE* D7 ~ D0
未选中 未选中 写操作 读操作
1 × 0 0
× 0 1 1
× × 0 1
× × 1 0
高阻 高阻 输入 输出
2018年11月28日 2
4.1.1
存储器分类
1.按构成存储器的器件和存储介质分类
按构成存储器的器件和存储介质主要可分为: 磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、 磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。 从五十年代开始,磁芯存储器曾一度成为主 存储器的主要存储介质。但从七十年代起,半导 体存储器逐渐取代了磁芯存储器的地位。目前, 绝大多数计算机都使用的是半导体存储器。
说明半导体存储器的发展过程
说明半导体存储器的发展过程
半导体存储器是指利用半导体材料制造的存储器,它的出现标志着计算机技术的重大进步。
半导体存储器的发展历程大致可以分为以下几个阶段:
第一阶段:早期存储器
早期的存储器采用的是磁鼓、磁带等机械存储器,这些存储器体积大、速度慢、功耗高、可靠性差,很难适应计算机技术的发展需求。
第二阶段:静态随机存储器(SRAM)
静态随机存储器(SRAM)是美国贝尔实验室于1965年发明的。
相对于机械存储器,SRAM具有存储速度快、功耗低、可靠性高等优点,成为当时最先进的存储器之一。
第三阶段:动态随机存储器(DRAM)
动态随机存储器(DRAM)是在SRAM的基础上发展起来的。
它采用了循环刷新技术,可以大幅度降低功耗,同时存储容量也比SRAM更大,成为当时最主流的存储器类型。
第四阶段:闪存存储器
闪存存储器是在1980年代初期出现的,它采用快闪技术,可以使存储器具有非易失性,同时还具有耐用性、速度快等特点。
闪存存储器已经成为现代计算机领域中最为普及的存储技术之一。
第五阶段:新型存储器
目前,新型存储器技术正在不断涌现。
例如,非易失性存储器(NVM)、相变存储器(PCM)、阻变存储器(RRAM)等多种新型存储器技术
的研究已经取得了许多进展,为未来计算机技术的发展提供了有力的支持。
总结:半导体存储器的发展过程经历了从机械存储器到SRAM、DRAM再到闪存存储器的演变,同时不断涌现着新型存储器技术,为计算机技术的发展提供了不断的支持。
11第十一讲DRAM存储器-PPT精选文档
4
一 DRAM存储最小单元
8
DRAM存储元的记忆原理
1、MOS 管作为 2 、写 1—— 输出缓冲 5 后存储位 4 、读出 1 —— 输入 3、写0——输出缓 开关使用,信 器和刷新缓冲器关闭; 元重写 1 (1的读出是 缓冲器和刷新缓冲 冲器和刷新缓冲器 息由电容器上 输入缓冲器打开 (R/W 器关闭;输出缓冲 破坏性的 )——输入 关闭;输入缓冲器 的电荷量体 为低 ),DIN=1 送到存 缓冲器关闭,刷新 器 /读放打开 (R/W 打开,输入数据 现—— 电容器 储元位线上;行选线 缓冲器和输出缓冲 为高 ) ;行选线为 DIN=0送到存储元 充满电荷代表 为高,打开 MOS 管, 器 / 读放打开, 高,打开 MOS 管, 位线上;行选线为 存储了 1;电容 位线上的高电平给电 D =1 经刷新缓冲 电容上存储的 1管, 送 OUT 高,打开MOS 器放电没有电 容器充电 器送到位线上,再 到位线上,通过输 电容上的电荷通过 荷代表存储了 0 经 MOS 管写到电容 出缓冲器 /读出放 MOS 管和位线放电 上 大器发送到DOUT, 即DOUT=1
13
实例
例1:某一动态RAM芯片,容量为64K×1,
除电源线,接地线和刷新线外,该芯片最 小引脚数目为多少?
14
三 DRAM的周期
读周期:行地址和列地址要在行选通信号
与列选通信号之前有效,并在选通信号之 后一段时间有效。保证行地址与列地址能 正确选通到相应的锁存器。
写周期:写命令信号必须在选通信号有效 前有效。
读 /写 7.8μs 刷新 读 /写 7.8μs 刷新
8ms 异步刷新方式
四 刷新方式
例3:有一个16K×16的存储器,用1K×4位
半导体存储器概述
数字电路逻辑设计
数字电路逻辑设计
半导体存储器概述
本章将介绍各种半导体存储器的基本结构、工作原理、功能 及应用。半导体存储器一般可分为随机存取存储器(Random Access Memory)RAM以及只读存储器(Read-only Memory)ROM 两种。RAM可在任何时刻对存储器内任意一个单元直接存取信息, 根据所采用的存储器单元结构的不同,RAM又可分为静态存储器 SRAM和动态存储器DRAM。
ROM在正常运行时,只能读出信息而不能写入,但断电后所 存储的数据不会消失。ROM有掩膜只读存储器、可编程只读存储 器(PROM)、可擦除的可编程只读存储器(EPROM)、电信号可 擦除的可编程ROM(EEPROM),快闪存储器(Flash Memory)等 不同种类。
半导体存储器的主要技术指标
半导体存储器的主要技术指标有存储容量和存取时间两种。 存储器中一个基本存储单元能存储1个Bit的信息,所以存储容量 就是该存储器基本存储单元的总数,存储容量的单位为Kb, 1Kb=210=1024bit。存储器的存取时间一般用读(或写)周期来 描述,连续两次读取(或写入)操作所间隔的最短时间称为读 (或写)周期。读(或写)周期短,即存取时间短,存储器的工 作速度就高。
半导体存储器_课程设计讲解
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
11
Athena-介绍
二维工艺仿真器 能够模拟工艺过程
Diffusion Oxidation Implantation Etching Deposition CMP ………………
输出器件物理结构、掺杂分布
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
Deckbuild:交互式运行环境 Tonyplot:交互式图形环境
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
4
Silvaco Tutorial
§5.4.1 Introduction §5.4.2 Getting Started §5.4.3 Athena §5.4.4 Atlas §5.4.5 Tonyplot
Athena-输入文件结构
go athena # line x loc=0.00 spac=0.10 …………………… # init silicon orientation=100 c.phos=1e15 # diffus time=60 temp=1100 weto2 press=1.00 …………………… # structure mirror left # electrode name=gate x=0.0 y=0.0 …………………… # struct outfile=0d18.str #
例子:
etch poly right p1.x=0.09 etch oxide all
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
21
Athena-基本语句(8)
镜像语句:
基本语法:
structure mirror left|right
电极语句:
基本语法:
《半导体集成电路》考试题目及参考标准答案
《半导体集成电路》考试题⽬及参考标准答案第⼀部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英⽂缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪⼏类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪⼏类?5.什么是特征尺⼨?它对集成电路⼯艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造⼯艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作⽤?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述⼀下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些不⾜?6.以N阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进⽅法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输⼊输出端⼦。
第2章集成电路中的晶体管及其寄⽣效应1.简述集成双极晶体管的有源寄⽣效应在其各⼯作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的⽆源寄⽣效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄⽣效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的⽅法?6.如何解决MOS器件的场区寄⽣MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄⽣双极晶体管效应?第3章集成电路中的⽆源元件1.双极性集成电路中最常⽤的电阻器和MOS集成电路中常⽤的电阻都有哪些?2.集成电路中常⽤的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的⼯艺中要⽤铜布线取代铝布线。
5. 运⽤基区扩散电阻,设计⼀个⽅块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输⼊短路电流输⼊漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL 与⾮门(稳态时)各管的⼯作状态?3. 在四管标准与⾮门中,那个管⼦会对瞬态特性影响最⼤,并分析原因以及带来那些困难。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
普通OR、NOR、NAND结构缺点
静态功耗大,当输出为低(NOR、NAND) 或高(OR)时,存在一个从VDD到GND的 静态电流通路。
预充式NOR ROM
2020/7/7
18
5.预充式NOR ROM
φpre
V DD Precharge devices
WL[0]
WL [1]
φpre
GND
WL[0]
2020/7/7
Pull-down loads
VDD
11
3.MOS NOR ROM
WL[0]
WL [1] WL [2] WL [3]
V DD Pull-up devices
GND
GND
BL [0] BL [1] BL [2] BL [3]
2020/7/7
12
MOS NOR ROM Layout 1
规模较大时,NOR译码器译码速度快,但占面积 大,NAND译码器面积小,但因管子串联较多速度慢
两级译码方式
2020/7/7
21
NAND译码器 NOR译码器
2020/7/7
EPROM E2PROM
固定式只读存储 器(Mask-
programmeຫໍສະໝຸດ )DRAM Shift Register
2020/7/7
CAM
FLASH
可编程只读存储 器 (PROM)
4
2.存储器的容量
存储容量:存储单元的总数。
一个存储单元可存储一个二进制 数位(bit)
字长:字的位数称为字长。如4位、8位、16 位、32位等。
14
4.MOS NAND ROM
BL [0]
BL [1]
BL [2]
VDD Pull-up devices
BL [3]
WL [0]
WL [1] WL [2]
WL [3]
字线工作在负逻辑
默认情况下字线为高,被选中时为低。
2020/7/7
15
MOS NAND ROM Layout1
用金属1层编程
不需要到VDD和GND的接触孔; 进一步更加减小了版图面积; 跟 NOR ROM相比,性能有所下降。
2020/7/7
6
2D Memory结构 2k-j
Aj Aj+1 Ak-1
位线 ( bit line ) 字线 ( word line )
存储单元 (storage cell)
2j
A0
A1
Column Decoder
Aj-1
灵敏放大器
读/写电路
Input/Output (m bits)
2020/7/7
3
一、概述
存储器是用来存放(记忆)数据、指令、程
1.存储器分类
序等信息,并根据需要能读出或既能读出又 能写入这些信息的集成电路
RWM
非挥发存储器 只读存储器 (NVRWM) (ROM)
Random Non-Random
Access
Access
SRAM (cache, register file)
FIFO/LIFO
1.只读存储器的存储单元
BL
BL
BL
WL
1
VDD
WL
WL
BL WL
0
Diode ROM
2020/7/7
BL WL
MOS ROM 1
BL WL
GND MOS ROM 2
10
2.MOS OR ROM
BL[0] BL[1] BL[2] BL[3]
WL[0] VDD
WL[1]
WL[2] WL[3] Vbias
2020/7/7
用扩散层编程
Polysilicon Metal1 Diffusion Metal1 on Diffusion
面积小
13
MOS NOR ROM Layout 2
工序为后期,因此不 用在扩散层就等用户
用接触孔编程
2020/7/7
Polysilicon Metal1 Diffusion Metal1 on Diffusion
因此,存储容量常用“N(个字)×M(位)” 表示。 如:1024位的存储器,若字长为8,则存储 128个字(128×8)。
2020/7/7
5
3.存储器的结构
m bits
S0
Word 0
S1
Word 1
S2
Word 2
S3
1D Memory 结构
m bits
Storage A0
Cell
A1
S0
Word 0
半导体 集成电路
学校:西安理工大学 院系:自动化学院电子工程系 专业:电子、微电 时间:秋季学期
2020/7/7
1
第11章 半导体存储器
2020/7/7
2
内容提要
概述 存储器的分类 存储器的容量 存储器的结构
只读存储器(ROM) 非挥发存储器(NVRWM) 随机存取存储器(RAM)
2020/7/7
S1
Word 1
S2
Word 2
S3
n words Decoder
Ak-1
Sn-2 Word n-2 Sn-1 Word n-1
Sn-2 Word n-2 Sn-1 Word n-1
Storage Cell
Input/Output
n words n 个选择信号
Input/Output
通过译码器 :输入信号数k = log2 n
b. NAND译码器
2020/7/7
20
Precharge devices GND
GND
VDD f
A0
A0
A1
A1
WL3 WL2 WL1 WL0
A0
A0
VDD
VDD
WL3
VDD
WL 2
V DD
WL 1
A1
A1
WL 0 f
2-input NOR decoder
2-input NAND decoder
7
3D Memory 结构
Input/Output (m bits)
优点: 1. 更短的字或位线 2. 块地址选择只激活一个块,因此节省功耗
2020/7/7
8
存储器的构成:
1.存储阵列 2.地址译码器(行和列地址译 码器) 3.读写电路
2020/7/7
9
二、只读存储器ROM(Read Only Memory)
WL [2] WL [3]
GND
BL [0] BL [1] BL [2] BL [3]
预冲管充电时,所有下拉管(字线控制的管子)关断。
优点:消除了静态功耗。 缺点:增加了时钟信号发生电路
6.地址译码器
行译码器 列译码器
(1).行译码器 行译码器的任务是从存储阵列诸多行中选中 所需的行
a. NOR译码器
Polysilicon
Diffusion
Metal1 on Diffusion
用金属将不需要的晶体管源漏短路
2020/7/7
16
NAND ROM Layout2
2020/7/7
用离子注入层编, 需增加一道工序
注入n型杂质降 低阈值使其变成 耗尽型,相当于 短路
Polysilicon Threshold-altering implant Metal1 on Diffusion