电子技术基础数字部分7

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1、第7章存储器1存储器的作用和目的用来存储大量的二值数据，提供数据处理和计算时的数据缓存空间2存储器的分类按照存储介质分：磁介质存储器，如软盘，硬盘，磁带等光介质，如光盘等半导体介质，本章的主要内容，半导体存储器3存储器分类按照存储器特性分易失性(volatile)存储器，当外加激励条件变化时，存储的内容会丢失。比如掉电非易失(nonvolatile)性存储器，当外加激励条件变化时，存储的内容不会因此而丢失。4存储器分类按照操作特性分类只读存储器（ReadOnlyMemory）可读写，随机访问存储器（RandomAccessMem

2、ory）57.1ROM只读存储器不可擦写存储器ROM一次可编程存储器（OneTimeProgrammable）可擦写存储器（PROM，EPROM，E2PROM，Flash闪存）6固定ROM（掩膜ROM）二极管ROM结构N沟道MOS管存储矩阵掩膜技术制造，出厂后无法修改二极管型、双极性三极管型、MOS管型字、字长、地址、行、列7二维地址译码目的：减少地址译码电路的复杂性8PROM结构译码器输出高电平有效熔断丝结构（或反熔丝PLICE结构）出厂时全部为“1”(0)，若使某些单元为“0”(1)，只需用专用编程器，加大电流将其烧断(接通

3、)即可熔丝烧断后不能恢复，PROM只能写一次9结构及符号开启电压变高浮栅：一个无引线的栅极。当浮栅上无电荷时，为普通的N沟道MOS管（相当于存储数据“0”）若漏-栅间加高压(25V)，产生的高能电子穿过绝缘层在浮栅上堆积负电荷漏-栅间高压移去后，浮栅上电荷没有放电回路，负电荷被保留在浮栅上，使MOS管的开启电压升高控制栅极的正常+5V电压不能产生正常的沟道，不能使MOS管导通。相当于该单元被写入“1”消除浮栅上电荷可用紫外线或X射线照射，使浮栅上电子形成光电流而泄流（照射15~30分钟）数据写入和檫除均需专用设备EP

4、ROM存储器——叠栅管10E2PROM隧道MOS管结构也是使用浮栅技术的可编程存储器“隧道效应”：若控制删-漏间加高压，形成强电场，电子穿过绝缘层在浮栅上堆积负电荷相反，若控制删接地，漏极加一正电压，可产生相反的过程，即浮栅放电，即所谓的电檫除，电擦除过程就是改写过程电檫除时间为毫秒数量级（按字檫除），大大快于EPROM单电源供电（内部有电压提升电路）11快闪存储器存储单元的MOS管结构结构与EPROM的MOS管类似，但有两点不同：源极N区较大，并与浮栅有一个很小的重叠部分浮栅与衬底之间的氧化绝缘层厚度更薄写入方法类似于EP

5、ROM擦除方法是利用“隧道效应”。在源极加正12V电压，控制栅为0电压，从而在重叠部分形成隧道，进行浮栅放电数据的擦除和写入是分开进行的整片擦除，几秒钟即可完成集成度高12ROM的应用13RAM的电路结构与工作原理——SRAM存储单元T1~T4：NMOS非门构成基本RS触发器T5,T6：本单元控制门，由行选择线Xi控制Xi=1；T5,T6导通，触发器与位线连通Xi=0；T5,T6截止，触发器与位线隔离T7,T8：一列存储单元的公用控制门，由列选择线Yj控制Yj=1；T7,T8导通，外部数据线与位线连通Yj=0；T7,T8截止，外

6、部数据线与位线隔离读写条件：Xi=Yi=1，T5,T6,T7,T8均导通特点：数据由触发器记忆，只要不断电，数据就能永久保存管子多，功耗大14单管动态存储单元（DynamicRAM）为了提高集成度，目前大容量DRAM的存储单元普遍采用单管结构存储单元电容CS门控管T杂散电容CW读出时：CS上的电荷向CW上转移。因此，位线上电压VW为：由于CS数值远小于CW，则VW很小，需输出放大器由于CS电荷读出后减少，数据被破坏，需及时补充+_VSZSZW+_VW戴维宁等效电路单管动态存储单元15RAM的电路结构与工作原理——DRAM存储单元

7、基于MOS管栅极电容的电荷存储效应数据不能长久保存漏电流必须定期给电容补充电荷以避免数据的丢失——再生或刷新常见形式：三管动态存储单元单管动态存储单元168KX8bits的SRAM结构IS61C64B171819SRAM读时间参数2021SRAM写操作时间参数22RAM存储器容量的字长（位数）扩展通过芯片的并联方式实现将RAM的地址线，读/写控制线和片选信号对应地并联起来，而各个芯片的数据I/O端作为字的各个位线用4K×4位RAM芯片构成4K×16位存储器系统23RAM存储器容量的字数扩展字数扩展通过外加译码器，控制芯片的片选输

8、入端来实现例：用8K×8位RAM芯片构成32K×8位的存储器系统使用一片2线—4线译码器74139来提供4个片选信号用最高位的相应地址(A14、A13)参与片选信号的译码译码器的输出分别接至4片RAM的片选信号24RAM存储器的特点比较SRAM使用灵活方便，易控