第8章 半导体存储器

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1、教学基本要求：掌握半导体存储器字、位、存储容量等基本概念。掌握RAM、ROM的典型应用。第8章半导体存储器7/18/20211东北大学信息学院分成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。按制造工艺不同分类：半导体存储器的特点及分类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。7/18/20212东北大学信息学院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；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

2、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。按工作特点不同：分成只读存储器、随机存取存储器。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。7/18/20213东北大学信息学院半导体存储器的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。7/18/20214东北大学信息学院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。存储器写入（存）或者读出（取）时，每次只能写入或读出一个字。7/18/20215东北大学信息学院2、存取周期连续两次读（写）操作间隔的最短时间称为存

3、取周期。7/18/20216东北大学信息学院8.1只读存储器半导体只读存储器(Read-onlyMemory,简称ROM)是只能读不能写的存储器。通常用其存放固定的数据和程序，如计算机系统的引导程序、监控程序、函数表、字符等。只读存储器为非易失性存储器，去掉电源，所存信息不会丢失。7/18/20217东北大学信息学院ROM按存储内容的写入方式，可分为固定ROM,可编程序只读存储器，简称（PROM)和可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammableReadOnlyMemory，简称EPROM)，E2PROM，FlashMemory。固定ROM：在制造时根据特定

4、的要求做成固定的存储内容，出厂后，用户无法更改，只能读出。7/18/20218东北大学信息学院PROM：存储内容可以由使用者编制写入，但只能写入一次，一经写入就不能再更改。EPROM：存储内容可以改变，但EPROM所存内容的擦去或改写，需要专门的擦抹器和编程器实现。在工作时，也只能读出。E2PROM：可用电擦写方法擦写。FlashMemory:快闪存储器7/18/20219东北大学信息学院8.1.1固定只读存储器(ROM)ROM由地址译码器、存储矩阵、输出和控制电路组成7/18/202110东北大学信息学院地址译码器存储矩阵输出电路字线7/18/202111东北大学信息学院

5、位线与字线之间逻辑关系为：D0=W0+W1D1=W1+W3D2=W0+W2+W3D3=W1+W3ROM的符号矩阵7/18/202112东北大学信息学院存储矩阵的输出和输入是或的关系，这种存储矩阵是或矩阵。地址译码器的输出和输入是与的关系，因此ROM是一个多输入变量（地址）和多输出变量（数据）的与或逻辑阵列。7/18/202113东北大学信息学院8.1.2可编程只读存储器(PROM)PROM和ROM的区别在于ROM由厂家编程，PROM由用户编程。出厂时PROM的内容全是0或全是1，使用时，用户可以根据需要编好代码，写入PROM中。7/18/202114东北大学信息学院32字×

6、8位熔断丝结构PROM这种电路存储内容全部为0。如果想使某单元改写为1，需要使熔断丝通过大电流，使它烧断。一经烧断，再不能恢复。7/18/202115东北大学信息学院8.1.3可擦可编程只读存储器(EPROM)可擦除可编程存储器又可以分为：光可擦除可编程存储器UVEPROM(Ultra—VioletEreasableProgrammableRead－OnlyMemory)电可擦除可编程存储器E2PROM(ElectricalEreasableProgrammableRead－OnlyMemory)快闪存储器(FlashMemory)等。7/18/202116东北大学信息学院

7、1．光可擦除可编程存储器EPROM光可擦除可编程存储器EPROM(通常简称EPROM)是采用浮栅技术生产的可编程存储器，它的存储单元多采用N沟道叠栅M0S管(Stacked－gateInjuctionMetal－Oxide－Semiconductor)，简称SIM0S管7/18/202117东北大学信息学院SIMOS管的结构和符号7/18/202118东北大学信息学院2、E2PROM采用了一种叫做Flotox（FloatinggateＴunnelOxide）的浮栅隧道氧化层的MOS管，简称Flotox管。Floto