数字电子技术第九章ch2
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例如，一个 64 K 8 的 ROM，表示它有 64 K 个字， 字长为 8 位，存储容量是 64 K 8 = 512 K。
TTL-ROM 结构图
MOS-ROM 结构图
9.2.2 可编程只读存储器( PROM )
Wi 熔丝
Dj 二极管 ROM
Wi VCC 熔丝 Dj
TTL - ROM
+VDD
(2) 确定存储单元内容
由函数 Y1、Y2 的标准与 - 或式可知： 与 Y1 相应的存储单元中，字线 W1、W4、 W5、W6 对应的存储单元应为 1；
W对6应、与Wm7Y1、对2 相m应应4的、的存m存5储、储单m单元6 元应中为，1字。线 W3、W5、
(3) 画出用 PROM 实现的逻辑图
A
位线输出 信号
一、 电路组成
&
&
A1 1
&
A0 1
&
4×4 二极管 ROM 结构图 D0 D1 D2 D3
W3 W2 字
线 W1 信 W0 号
位线输 出信号
W3 ~ W0 中任 一个输出高电平 时，则在 D3 ~ D0 4 条线上输出一 组 4 位二进制代 码，每组代码表 示一个字。
二、 读数
&
存储容量 字数 × 位数
例如，D一0 个D132D2 8D的3 ROM位，线表示它有 32 个字， 字长为 8 位，存储容量是 32 8 = 256。
对于大4容×量4的存R储O矩M阵示意图 常用“K”表示“1024”，即 1 K = 1024 = 210 ；
用“M”表示“1024 K”， 1 M = 1024 K = 210 K = 220 。
Wi
1 熔丝 Dj MOS - ROM
PROM 出厂时，全部熔丝都连通，全部存储单元相当于存 储 1。用户在编程时，可根据要求，借助编程工具将需要存储0 单元的熔丝烧断即可。
熔丝烧断后不可恢复，故 PROM 只能进行一次性编程。
9.2.3 可擦除可编程只读存储器( EPROM )
用一个特殊的浮栅 MOS 管替代熔丝。
&
A1 1
&
A0 1
&
4×4 二极管 ROM 结构图 D0 D1 D2 D3
当输入一组地址码时， W3 则在ROM 的输出端 W0
如线A1 A0 = 00 时，则字线 W0 =这信 号A时1 A和0 =W10，相其连他的字两线个都二为极0，
位 出线 信输 号管1出据,导而端输通得出D，到。3 和位D3D线D12都DD1为2D=00=10、,1在0D1输0数=
第9章半导体存储器?92只读存储器rom921固定rom的结构和工作原理922可编程只读存储器prom923可擦除可编程只读存储器924prom的应用921固定rom的基本结构和工作原理rom的基本结构由地址译码器和存储矩阵等部分组成存储器的存储容量为4?4字位
第9章 半导体存储器
• 9.2 只读存储器（ROM）
E2PROM 存储单元中的信息可边擦除边改写，也 可整体擦除，速度比 EPROM 快得多，写入信息可长 期保存。
三、快闪存储器(Flash Memory)
快闪存储器是 E2PROM 新一代产品，它具有 E2PROM 擦除快的优点，而且电路结构简单、集成度高、 体积小、功耗低、工作速度快、存储容量大。优点十 分明显。
9.2.3 可擦除可编程的只读存储器
可编程只读存储器是一种用户可以根据自己的要 求直接写入信息的存储器。写入信息的过程称为编程。 PROM在出厂前已在每个存储单元中都接有快速熔丝， 这时所有的存储单元都相当于存储了1。
用户在编程时，可以根据需要将某单元改写为0。 方法是借助于编程器输出足够大的脉冲电流将所要改 写为0的存储单元中的熔丝烧断。显然，熔丝烧断后 不可恢复，因此，PROM只能进行一次编程。使用不 方便，也不经济。
按擦除方式不同分
用紫外线擦除信息的， 称为EPROM。
用电信号擦除信息的，称 为EEPROM，即E2PROM。
EPROM 只能整体
E2PROM 中的存储单元可逐个擦
擦除，擦除时间较长。 除逐个改写，它的编程和擦除都用电
信号完成，速度比 EPROM 快得多。
EPROM集成芯片上有一个石英窗口供紫外线擦除 之用。芯片写入数据后，必须用不透光胶纸将石英窗 口密封，以免破坏芯片内存储的信息。
同时快闪存储器的编程和擦除控制电路都集成在 存储器内部，不需要专门的编程工具，使用十分方便。 可以预见，在不久的将来，快闪存储器有可能取代计 算机中的硬盘和用于开发许多新的电子产品。
9.2.4 PROM 的应用
由于 PROM 的地址译码器能译出地 址码全部最小项， 而PROM 的存储矩 阵构成了可编程或门阵列，因此，通 过编程可从 PROM 的位线输出端得到 任意标准与 - 或式。由于所有组合逻辑 函数均可用标准与- 或式表示，故可用 PROM 实现任意组合逻辑函数。
PROM在使用时只能读出,不能写入。
一、紫外线擦除可编程只读存储器(EPROM)
EPROM的存储单元中采用了浮置栅MOS管，简称 FAMOS管，用以代替PROM中的熔丝。它和普通MOS 管串接后组成了EPROM中的存储单元。
FAMOS管的栅极为多晶硅，没有引出线，完全浮 置于SiO2绝缘层中。平时不带电，也不导通，相当于 熔丝断开。编程时，在编程器的编程信号作用下，可 使FAMOS管的浮置栅获得足够的电荷而使漏极和源极 之间产生导电沟道，成为导通状态，与其串接的MOS 管也导通，相当于熔丝连接。
PROM 结构的习惯画法
A B
&
Y
C
A B
≥1
Y
C
与
门 ABC
和 或
&Y
门
的 习
ABC
惯
≥1 Y
画
法
用 PROM 实现组合逻辑函数
[例] 试用 PROM 实现下列逻辑函数 Y1 AC BC Y2 AB AC BC
解：(1) 将函数化为标准与 - 或式
YY12
m(1,4,5,6) m(3,5,6,7)
为了使EPROM写入的信息不丢失，需用不透明的 遮光纸将集成芯片上的石英窗口封贴起来。当需要擦 除原信息时，需要去掉遮光纸，用紫外线照射石英窗 口10~15分钟，才能擦除芯片中全部信息。
二、电可擦除可编程只读存储器(E2PROM)
E2PROM 的存储结构和 EPROM 类似，只是在浮置 栅上加了一个隧道二极管，在编程信号作用下，可使 存储单元导通或截止，从而实现了电写入和电擦除。
9.2.1 固定ROM的结构和工作原理 9.2.2 可编程只读存储器（PROM） 9.2.3 可擦除可编程只读存储器 9.2.4 PROM的应用
9.2.1 固定 ROM 的基本结构和工作原理
ROM的基本结构
存储器的存储
容量为 4 4
字位。
字线
位 线
ROM 的电路结构图 由地址译码器和存储矩阵等部分组成
可见：(1) 交叉处接有二极管的相当于存储1，没有接二极管的 相当于存储 0。
(2) 当某字线被选中时，相应存储单元数据从位线D3 ~D0 输出。
存储矩阵可简化表示为
W3 W2 字 W1 线 W0
交叉处的圆点 “ ” 表示存储 1，交叉处无 圆点表示存储 0。
交叉点的数目，即 存储器中存储单元的数 量，称为存储容量。
1 B
1 C
1
地 址 译 码 器
&&&&&&&&
m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
≥1 Y1
≥1
Y2
9.2.1 固定ROM 的结构和工作原理
一、电路组成
&
&
A1 1
&
A0 1
&
地址4译×码4 二器极。管
A1 、 A0 端，W3
为RO地M址结输构入图 ~ W0 为译码
D0
D1
D2
D3
器输出的 4 条字线。
W3 存储矩阵由 W2 二D3字 线极~管D或0 为门存组储成， W1 矩信阵输出的 4 条 W0 位号线。
TTL-ROM 结构图
MOS-ROM 结构图
9.2.2 可编程只读存储器( PROM )
Wi 熔丝
Dj 二极管 ROM
Wi VCC 熔丝 Dj
TTL - ROM
+VDD
(2) 确定存储单元内容
由函数 Y1、Y2 的标准与 - 或式可知： 与 Y1 相应的存储单元中，字线 W1、W4、 W5、W6 对应的存储单元应为 1；
W对6应、与Wm7Y1、对2 相m应应4的、的存m存5储、储单m单元6 元应中为，1字。线 W3、W5、
(3) 画出用 PROM 实现的逻辑图
A
位线输出 信号
一、 电路组成
&
&
A1 1
&
A0 1
&
4×4 二极管 ROM 结构图 D0 D1 D2 D3
W3 W2 字
线 W1 信 W0 号
位线输 出信号
W3 ~ W0 中任 一个输出高电平 时，则在 D3 ~ D0 4 条线上输出一 组 4 位二进制代 码，每组代码表 示一个字。
二、 读数
&
存储容量 字数 × 位数
例如，D一0 个D132D2 8D的3 ROM位，线表示它有 32 个字， 字长为 8 位，存储容量是 32 8 = 256。
对于大4容×量4的存R储O矩M阵示意图 常用“K”表示“1024”，即 1 K = 1024 = 210 ；
用“M”表示“1024 K”， 1 M = 1024 K = 210 K = 220 。
Wi
1 熔丝 Dj MOS - ROM
PROM 出厂时，全部熔丝都连通，全部存储单元相当于存 储 1。用户在编程时，可根据要求，借助编程工具将需要存储0 单元的熔丝烧断即可。
熔丝烧断后不可恢复，故 PROM 只能进行一次性编程。
9.2.3 可擦除可编程只读存储器( EPROM )
用一个特殊的浮栅 MOS 管替代熔丝。
&
A1 1
&
A0 1
&
4×4 二极管 ROM 结构图 D0 D1 D2 D3
当输入一组地址码时， W3 则在ROM 的输出端 W0
如线A1 A0 = 00 时，则字线 W0 =这信 号A时1 A和0 =W10，相其连他的字两线个都二为极0，
位 出线 信输 号管1出据,导而端输通得出D，到。3 和位D3D线D12都DD1为2D=00=10、,1在0D1输0数=
第9章半导体存储器?92只读存储器rom921固定rom的结构和工作原理922可编程只读存储器prom923可擦除可编程只读存储器924prom的应用921固定rom的基本结构和工作原理rom的基本结构由地址译码器和存储矩阵等部分组成存储器的存储容量为4?4字位
第9章 半导体存储器
• 9.2 只读存储器（ROM）
E2PROM 存储单元中的信息可边擦除边改写，也 可整体擦除，速度比 EPROM 快得多，写入信息可长 期保存。
三、快闪存储器(Flash Memory)
快闪存储器是 E2PROM 新一代产品，它具有 E2PROM 擦除快的优点，而且电路结构简单、集成度高、 体积小、功耗低、工作速度快、存储容量大。优点十 分明显。
9.2.3 可擦除可编程的只读存储器
可编程只读存储器是一种用户可以根据自己的要 求直接写入信息的存储器。写入信息的过程称为编程。 PROM在出厂前已在每个存储单元中都接有快速熔丝， 这时所有的存储单元都相当于存储了1。
用户在编程时，可以根据需要将某单元改写为0。 方法是借助于编程器输出足够大的脉冲电流将所要改 写为0的存储单元中的熔丝烧断。显然，熔丝烧断后 不可恢复，因此，PROM只能进行一次编程。使用不 方便，也不经济。
按擦除方式不同分
用紫外线擦除信息的， 称为EPROM。
用电信号擦除信息的，称 为EEPROM，即E2PROM。
EPROM 只能整体
E2PROM 中的存储单元可逐个擦
擦除，擦除时间较长。 除逐个改写，它的编程和擦除都用电
信号完成，速度比 EPROM 快得多。
EPROM集成芯片上有一个石英窗口供紫外线擦除 之用。芯片写入数据后，必须用不透光胶纸将石英窗 口密封，以免破坏芯片内存储的信息。
同时快闪存储器的编程和擦除控制电路都集成在 存储器内部，不需要专门的编程工具，使用十分方便。 可以预见，在不久的将来，快闪存储器有可能取代计 算机中的硬盘和用于开发许多新的电子产品。
9.2.4 PROM 的应用
由于 PROM 的地址译码器能译出地 址码全部最小项， 而PROM 的存储矩 阵构成了可编程或门阵列，因此，通 过编程可从 PROM 的位线输出端得到 任意标准与 - 或式。由于所有组合逻辑 函数均可用标准与- 或式表示，故可用 PROM 实现任意组合逻辑函数。
PROM在使用时只能读出,不能写入。
一、紫外线擦除可编程只读存储器(EPROM)
EPROM的存储单元中采用了浮置栅MOS管，简称 FAMOS管，用以代替PROM中的熔丝。它和普通MOS 管串接后组成了EPROM中的存储单元。
FAMOS管的栅极为多晶硅，没有引出线，完全浮 置于SiO2绝缘层中。平时不带电，也不导通，相当于 熔丝断开。编程时，在编程器的编程信号作用下，可 使FAMOS管的浮置栅获得足够的电荷而使漏极和源极 之间产生导电沟道，成为导通状态，与其串接的MOS 管也导通，相当于熔丝连接。
PROM 结构的习惯画法
A B
&
Y
C
A B
≥1
Y
C
与
门 ABC
和 或
&Y
门
的 习
ABC
惯
≥1 Y
画
法
用 PROM 实现组合逻辑函数
[例] 试用 PROM 实现下列逻辑函数 Y1 AC BC Y2 AB AC BC
解：(1) 将函数化为标准与 - 或式
YY12
m(1,4,5,6) m(3,5,6,7)
为了使EPROM写入的信息不丢失，需用不透明的 遮光纸将集成芯片上的石英窗口封贴起来。当需要擦 除原信息时，需要去掉遮光纸，用紫外线照射石英窗 口10~15分钟，才能擦除芯片中全部信息。
二、电可擦除可编程只读存储器(E2PROM)
E2PROM 的存储结构和 EPROM 类似，只是在浮置 栅上加了一个隧道二极管，在编程信号作用下，可使 存储单元导通或截止，从而实现了电写入和电擦除。
9.2.1 固定ROM的结构和工作原理 9.2.2 可编程只读存储器（PROM） 9.2.3 可擦除可编程只读存储器 9.2.4 PROM的应用
9.2.1 固定 ROM 的基本结构和工作原理
ROM的基本结构
存储器的存储
容量为 4 4
字位。
字线
位 线
ROM 的电路结构图 由地址译码器和存储矩阵等部分组成
可见：(1) 交叉处接有二极管的相当于存储1，没有接二极管的 相当于存储 0。
(2) 当某字线被选中时，相应存储单元数据从位线D3 ~D0 输出。
存储矩阵可简化表示为
W3 W2 字 W1 线 W0
交叉处的圆点 “ ” 表示存储 1，交叉处无 圆点表示存储 0。
交叉点的数目，即 存储器中存储单元的数 量，称为存储容量。
1 B
1 C
1
地 址 译 码 器
&&&&&&&&
m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
≥1 Y1
≥1
Y2
9.2.1 固定ROM 的结构和工作原理
一、电路组成
&
&
A1 1
&
A0 1
&
地址4译×码4 二器极。管
A1 、 A0 端，W3
为RO地M址结输构入图 ~ W0 为译码
D0
D1
D2
D3
器输出的 4 条字线。
W3 存储矩阵由 W2 二D3字 线极~管D或0 为门存组储成， W1 矩信阵输出的 4 条 W0 位号线。