第八章半导体存储器

6.1 概述
8.1.1 半导体存储器的特点及分类
按制造工艺不同分类： 分成TTL和MOS存储器两大类。 TTL型速度快， MOS型工艺简单、集成度高、功耗低、成本低 等特点。
8.1 概述
8.1.1 半导体存储器的特点及分类 按存储信号的原理不同：
分为静态存储器和动态存储器两种。
?静态存储器 是以触发器为基本单元来存储 0和1的， 在不失电的情况下，触发器状态不会改变；
不带电 -截止 -存1
浮置栅EPROM (a) 浮置栅MOS管的结构 (b)
带负电 -导通 EPROM存储-单存元0
浮置栅 EPROM 出厂时，所有存储单元的 FAMOS管浮置栅都不带电荷， FAMOS管处于截止 状态。
写入信息时，在对应单元的漏极与衬底之间加 足够高的反向电压，使漏极与衬底之间的 PN结产生
PROM的可编程存储单元
3．可擦可编程 ROM（EPROM）
最早出现的是用紫外线照射擦除的 EPROM。 浮 置 栅 MOS 管 （ 简 称 FAMOS 管 ） 的 栅 极 被 SiO2绝缘层隔离，呈浮置状态，故称 浮置栅。 当浮置栅带负电荷时 ， FAMOS 管处于 导通 状 态，源极－漏极可看成短路 ，所存信息是 0。 若浮置栅上不带有电荷 ，则FAMOS管截止，源 极－漏极间可视为开路 ，所存信息是 1。
存储器的容量是 2n×m(字线×位线 )。 ROM中的存储体可以由二极管、三极管和 MOS 管来实现。
二极管ROM
字的读出方法
在对应的存储单元内存入的是 1还是0，是由 接入或不接入相应的二极管来决定的。
为了便于表达和设计，通常将பைடு நூலகம் 6-5简化如图6-7 所示。
存储 矩阵
4×4 ROM阵列图
地址译 码器
ROM组成： 地址译码器 存储矩阵 输出电路
ROM结构方框图
8.2 只读存储器（ROM）
1. 固定ROM 地址译码器有 n个输入端，有 2n个输出信息， 每
个输出信息对应一个信息单元，而每个单元存放一 个字 ，共有 2n个字（ W0、W1、…W2n-1称为字线）。
每个字有 m位，每位对应从 D0、D1、 …Dm-1输 出（称为位线）。
户无法进行任何修改。
（2）一次性可编程 ROM（PROM）。出厂时，存 储内容全为 1（或全为 0），用户可根据自己的 需要编程，但只能编程一次。
（3）光可擦除可编程 ROM （EPROM ）。采用浮 栅技术生产的可编程存储器。其内容可通过紫外 线照射而被擦除，可多次编程。
（4）电可擦除可编程 ROM（E2PROM ）。也是采 用浮栅技术生产的可编程 ROM ，但是构成其存 储单元的是隧道 MOS管，是用电擦除，并且擦除 的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。 E2PROM 的电擦除过程就是改写过程，它具有 ROM的非易失性，又具备类似 RAM的功能，可 以随时改写（可重复擦写 1万次以上）。
?例如，某存储器能存储1024个字 ，每个字4位， 那它的存储容量就为1024×4=4096，即该存 储器有4096个存储单元。
?存储器写入（存）或者读出（取）时，每次 只能写入或读出一个字。若字长为8位，每 次必须选中8个存储单元。选中哪些存储单 元，由地址译码器的输出来决定。即由地址 码来决定。
? 存储器中二值代码都是以字的形式出现的。一 个字的位数称做 字长。
?例如，16位构成一个字，该字的字长为 16位。 一个存储单元只能存放一位二值代码，要存储字 长为16的一个字，就需要 16个存储单元。若存储 器能够存储 1024个字，就得有 1024×16个存储单 元。
通常，存储容量应表示为字数×位数。
半导体存储器的分类如图所示。
半导体存储器主要是用作微型计算机中的内存 储器，用于存放系统中的程序和数据。此外，也可 用来构成组合逻辑电路。
8.1.2 半导体存储器的主要技术指标：
半导体存储器有两个主要技术指标 ------- 存储容量和存取时间。
1、存储容量： 存储器中存储单元个数叫存储容量，
即存放二进制信息的多少。
二极管ROM
有存储 单元
2．可编程只读存储器（ PROM） 在编程前，存储矩阵中的全部存储单元的熔丝
都是连通的，即每个单元存储的都是 1。 用户可根据需要，借助一定的编程工具，将某
些存储单元上的熔丝用大电流烧断，该单元存储的 内容就变为 0，此过程称为编程。
熔丝烧断后不能再接上，故 PROM只能进行一 次编程。
?动态存储器 是用电容存储电荷的效应来存储二值信 号的。电容漏电会导致信息丢失，因此要求定时对 电容进行充电或放电。 称为刷新。动态存储器都 为MOS型。
8.1 概述
8.1.1 半导体存储器的特点及分类
按工作特点不同：
分成只读存储器（Read-Only Memory，简 称ROM）和随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM） 。
?地址码的位数 n与字数之间存在 2n=字数 的 关系。如果某存储器有十个地址输入端， 那它就能存210=1024个字。
2、存取周期
连续两次读（写）操作间隔的最短时 间称为存取周期。
8.2 只读存储器(ROM)
一． ROM的分类 按照数据写入方式特点不同， ROM可分为以下几种： （1）固定ROM。厂家把数据写入存储器中，用
第8章 半导体存储器
8.1 概述 8.2 只读存储器 8.3 随机存取存储器
8.1 概述
数字系统中用于存储大量二进制信息的器件是 存储器。
穿孔卡片 →纸带→磁芯存储器 →半导体存储器 半导体存储器的优点： 容量大、体积小、功耗 低、存取速度快、使用寿命长等。
半导体存储器 是一种由半导体器件构成的能够 存储数据、运算结果、操作指令的逻辑部件。用 于计算机的内存及数字系统存储部件。
（5）快闪存储器（ Flash Memory）。也是采用浮 栅型MOS管，存储器中数据的擦除和写入是分开 进行的，数据写入方式与 EPROM 相同，一般一 只芯片可以擦除 /写入100次以上。
8.2 只读存储器（ROM）
1. 固定ROM 只读存储器所存储的内容一般是固定不变的，
正常工作时只能读数，不能写入，并且在断电后不 丢失其中存储的内容，故称为只读存储器。