半导体存储器全解

静态随机读写存储器（SRAM）
动态随机读写存储器（DRAM）
掩模只读存储器MROM 一次性可编程只读存储器（OTP） 紫外线可擦除可编程只读存储器（EPROM） 电可擦除可编程只读存储器（E2PROM）
闪烁存储器（FLASH E2PROM）
RAM: 随机读写存储器（Random Access Memory） 数据可以随时存入(写)或取出(读)。断电数据会丢失。 ROM: 只读存储器（Read Only Memory） 存放固定数据，事先写入，工作中可随时读取。断电数据不会丢失 MROM：掩模只读存储器 （Masked ROM） 制造时固化数据，工作中只读，得不改写，适用于大批量产品。 OTP：一次性可编程只读存储器（One Time Programmble ROM） 使用前，用户一次性写入数据，不得改写。适用于小批量产品。 EPROM：紫外线可擦除可编程只读存储器（Erasable PROM） 数据写入后，可用紫外线照射擦除 。擦除后可重写。 E2PROM：电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable PROM） 数据写入后，可施加电信号将数据擦除，并写入新数据 ，可反复擦 写上百次，适用于开发阶段或小批量产品的生产。可在线读写。 FLASH E2PROM：闪烁存储器。 具有E2PROM的擦写特点，擦除速度快得多，擦写次数达上千次。 按制造工艺分类， 双极型存储器：工作速度快，但功耗大、集成度不高； MOS型存储器：制作工艺简单，集成度高，功耗耗，容量大，成本低。 工作速度得到极大地提高，得到广泛应用。
5.2
5.2.1 SRAM
随机读写存储器RAM
行选择 X 存储 单元
MOS六管存储单元 T1~T4构成基本RS触发器 。 读取数据：使X、Y有效，T5~T8 开通，触发器的两个互补输出端分 别向 D、 D 端传出数据； 写入数据：先将待写入的数据送 到 D、 D 端上，再使X、Y有效， T5~T8开通，外来数据强行使触发器 置位或复位。
D D
G1
I /O
G2 G4 ＆
R /W
G3
G5 ＆
CS
集成 SRAM 6116 介绍： D7~D0： 数据输入/输出端，以字节为单位进行读写。 A10~A0：11位地址输入端，存储容量为2048字节（2KB）。 CS ：片选端。为0，允许读写。为1：备用（此时功耗极微，且数据 不会丢失）。 OE ：读脉冲端。为0：读当前地址对应的数据。为1：D7~D0端呈高 阻态。 WE ：写脉冲端。先将待写入的8位数据送到D7~D0端，再令其为0， 数据即被写入到当前地址对应的存储单元。
0
1
行 选 择 译 码
X1
（3）刷新: 刷新：由于漏电，应周期性地给Cs补充电荷，使存储的数据不丢失。 刷新操作：执行一次读操作，但并不使用读得的数据。 存储单元为阵列排列时，以行为单位进行刷新，周期约为几毫秒
5.3
掩模只读存储器 MROM
VDD 负载管 X0
4×4阵列 MOS MROM 的电 路结构见右图。
数据存储 A 存储0：有MOS管； 存储1：无MOS管。 A 行选择译码 对A1A0译码，选择某一行。 数据读出 由A1A0选择要读出的行； 令 OE =0； 一次性读出4位数据。
VDD T5 T2 T4 T6
T1
列选择 Y
T3
T7
D 数据位
T8
D 数据位
注意： 读出是无破坏性的，即，读操作不会使数据发生改变。 写入会改变原来存放的数据。即，不管原来存放的数据是什么，写操 作后一定是新写入的数据。
存储器：由大量的存储单元按阵列方式排列形成。 例：4×4 存储单元方阵构成的存储器，能存放16个二进制数据位： A0~A3： 地址，对某一存储单元进行选择。其中： A1A0：由X选择译码电路译为4路输出，用作行选择； A3A2：由Y选择译码电路译为4路输出，用作列选择。 D 端进行访问。 只有行和列同时选中的存储单元才能通过D、
数据线 存储单元
T Co Cs
工作原理： （1）写入数据： 待写数据位加在数据线上 Co充放电字线加高电使T导通 Cs充放电撤消字线上的高电平使T截止 Cs上的电荷状态被保持。 （2）读取数据： 使数据线置于中间电位 Co充放电使数据线处于高阻抗字线加 高电使T导通 Co和Cs上的电荷重新分配达到平衡。若—— 平衡后的电位高于中间电位，则原来存入的数据为1； 平衡后的电位低于中间电位，则原来存入的数据为0。 注意： 读取数据时Cs上的电荷发生了改变，原来存入的数据被破坏 应立即将读得的数据重新写入。
第 5章
5.1
半导体存储器
半导体存储器的分类
5.2
5.3 5.4
随机读写存储器 RAM
掩模只读存储器 MROM 可编程只读存储器
5.1
半导体存储器的分类
半导体存储器 用半导体材料制成的大规模集成电路，基本功能是存储数据，用于数 字系统中需要临时或永久性保存数据的场合。 按功能分类 半导体存储器 随机读写 存储器 只读存储 器
X0 A0
X 选 择 译 码
存储单元
X1
A1
X2
X3
I/O
读写 控制
D
D
Y0
Y1
Y选择译码
Y2
Y3
CS R / W
A2
A3
读写控制电路，见右图。 I/O：数据输入/输出端 。 CS ：器件选择信号。 若 CS 1，G1、G2、G3呈高阻态，读写操作被禁止 ； 若 CS 0，G1、G2、G3开通，读写操作可进行，此时： 若 R / W 1，G3开通，数据D 从 I/O 输出； D 端。 若R / W 0 ，G1、G2开通，数据由I/O 送到D、
24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 D4 11 D2 13 12 GND D3
VDD
WE
OE
A10
D7
D6 D0 9
CS
集成 SRAM 6116
10
1
2
3
4
5
6
7
8

D1
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D5
A8
A9
5.2.2 DRAM 单管DRAM存储单元如图。 Cs、T：存储元件： Cs ：充满电荷时表示存储1， 字线 无电荷时表示存储0。 T：门控管，工作在开关状态。 Co：杂散分布电容，Cs、Co的容量都很小。