半导体存储器
半导体存储器
一、概述
半导体存储器能存储大量二值信息,是数字系统不可缺少的部分,其优点是:存储速度快、存储密度高、与逻辑电路接口容易。主要用作高速缓冲存储器、主存储器、只读存储器、堆栈存储器等。
1、衡量指标:存储量、存储速度
2、种类:只读存储器(Read-Only Memory ROM)和随机存储器(Random Access Memory RAM)
ROM :掩模ROM 、可编程ROM :PROM 、可擦除可编程ROM :EPROM
RAM :静态RAM :SRAM 、动态RAM :DRAM
由制造工艺分:双极型、MOS 型
二、只读存储器ROM
1、掩模只读存储器ROM :根据用户要求专门设计的掩模板把数据“固化”在ROM 中。ROM 的电路结构包含存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三个部分组成。
地址译码器:将输出的地址代码翻译成相应的控制信号,把指定单元选出,将其数据送输出缓冲器。
输出缓冲器:提高存储器带负载的能力、实现输出状态三态控制,与系统总线连接。
2、PROM
没使用前,全部数据为1,找到要输入0的单元地址,输入地址代码,使相应字线输出高电平在相应位线上加高电压脉冲,使DZ 导通,大电流使熔断丝熔断
3、EPROM
雪崩注入MOS 管(FAMOS )构成的EFROM ,FAMOS 结构图如图1
图1 FAMOS结构图 图2 SIMOS结构图
注入:在漏极和源极间加高反压,漏极与衬底间的PN 结击穿,其耗尽层的电子在强磁场中高速射出,一部分被浮置栅浮获,此部分负电荷在DS 间负电压去除后无放电回路,得以保存。 擦除:用紫外线或X 射线照射FAMOS 管,使SiO2层中产生电子空穴对,为浮置栅的负电荷提供放电通道。
叠栅MOS 管(SIMOS )构成的EPROM, SIMOS 结构图如图2
在控制栅Ge 上加正常高电平时,能在漏-源间构成导电通道,使SIMOS 导通
在漏-源间加高电压,使雪崩击穿,同时在Ge 上加高压正脉冲,则在栅极电场作用下,一部分穿过SiO2到达浮置栅,形成注入电荷。
三、随机存储器RAM
随机存储器又称读写存储器。随机存储器的特点是:在工作过程中,可随时从存储器的任何指定地址读出数据,也可以随时将数据写入任何一个指定的存储单元中去。按存储机理主要可分为 静态RAM 、动态RAM 两类;静态和动态RAM 是易失性存储器,在供电电压中断时,存储内容丢失。
四、用存储器实现组合逻辑函数
1. 用ROM 存储固定的专用程序
2. 利用ROM 可实现查表或码制变换等功能,查表功能 — 查某个角度的三角函数,把角度值作为地址码,其对应的函数值作为存放在该地址内的数据存储在 ROM 内,这称为 “造表”。 使用时,根据输入的地址(即角度) ,就可在输出端得到所需的函数值,这就称为“查表”。 码制变换 — 把欲变换的编码作为地址,把最终的目的编码作为相应存储单元中的内容即可。
3. 利用ROM 实现组合逻辑函数
不难看出, ROM地址译码器的每个输出端对应于一个最小项,而存储矩阵电路可实现或的逻辑关系,因此可用来实现组合逻辑电路的功能。