数字电子技术基础第七章.ppt

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1、第七章半导体存储器7.1概述7.2只读存储器（ROM）7.3随机存储器（RAM）7.4存储器容量的扩展7.1概述1.从存取功能上分类从存取功能上可分为只读存储器（Read－OnlyMemory，简称ROM）和随机存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）。2.从制造工艺上分类从制造工艺上存储器可分为双极型和单极型（CMOS型），由于MOS电路（特别是CMOS电路），具有功耗低、集成度高的优点，所以目前大容量的存储器都是采用MOS工艺制作的。7.2只读存储器（ROM）7.2.1掩模只读

2、存储器1.ROM的组成：ROM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图7.2.12.二极管ROM电路7.2.1掩模只读存储器图7.2.2是具有2位地址输入码和4位数据输出的ROM电路。其地址译码器是由4个二极管与门构成，存储矩阵是由二极管或门构成，输出是由三态门组成的。图7.2.2A0~An-1W0W(2n-1)字线位线图7.2.2的存储的内容见表7.2.1图7.2.2图7.2.2W0~W1为字线，D0~D3为位线，其相交叉的点就是一个存储单元。习惯上用存储单元的数目表示存储器的存储量

3、（或称为容量）即二极管ROM的电路结构简单，故集成度可以做的很高，可批量生产，价格便宜。7.2.1掩模只读存储器存储容量＝字数×位数3.由CMOS构成图7.2.57.2.1掩模只读存储器掩模ROM的特点：出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产简单，便宜，非易失性7.2.1掩模只读存储器可以把ROM看成一个组合逻辑电路，每一条字线就是对应输入变量的最小项，而位线是最小项的或，故ROM可实现逻辑函数的与－或标准式。若把地址输入A1和A0看成是两个输入变量，数据输出看成是一组输出变量，则D3~D0就是一组

4、A1~A0的组合逻辑函数。可写成：用存储器实现组合逻辑函数*由于任何组合逻辑函数都可以写成最小项之和的形式，因此任何组合逻辑函数都可以通过向ROM中写入相应的数据来实现。*用具有n位输入地址、m位数据输出的ROM可以获得不大于m个任何形式的n变量组合逻辑函数。这也适合RAM。例7.5.1试用ROM产生下列一组组合逻辑函数由于要实现的是4个逻辑函数，且逻辑函数为4变量的，所以需要4位地址输入和4位数据输出，故选16×4的ROM实现。解：首先将所给的逻辑函数展成最小项之和的形式。图7.5.1例7.5.2

5、试用ROM设计一个2位二进制数的比较器。设这两个2位数分别为A＝A1A0，B＝B1B0。当AB时，Y3=1.解：由题意可得真值表为则选用16×3的ROM，实现电路如图7.5.2所示。图7.2.7为16×8位的PROM结构原理图。写入时，要使用编程器7.2.2可编程只读存储器（PROM）图7.2.7图7.2.7为16×8位的PROM结构原理图。写入时，要使用编程器7.2.2可编程只读存储器（PROM）图7.2.77.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPRO

6、M）一、EPROM1.采用叠栅技术的MOS管－SIMOS它是一个N沟道增强型MOS管，有两个重叠的栅极－－控制栅GC和浮置栅Gf。控制栅GC用于控制读写，浮置栅Gf用于长期保存注入的电荷。图7.2.87.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPROM）常用的EPROM有2716(2K×8)、2732(4K×8)、2764（8K×8)等，型号后面的几位数表示的是存储容量，单位为K。二、E2PROM7.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPROM）E2PROM的存储单元采用浮栅隧道氧化层MOS管，简称Flot

7、ox管，其结构图和符号如图7.2.11所示。图7.2.117.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPROM）*工作原理：a.读出状态控制栅Gc加＋3V电压，若Wj＝1，T2导通;若Flotox的浮置栅没充电荷，则T1导通，在位线Bj上读出为0；若Flotox的浮置栅上充有电荷，则T1截止，在位线Bj上读出为1.图7.2.12Gf3V5Vb.擦除（写1）状态7.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPROM）c.写入（写0)状态三、快闪存储器（FlashMemory）其结构和EPROM中的SIMOS管相似，

8、只是浮置栅和衬底之间的氧化层的厚度不同。7.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPROM）5V0V图7.2.13叠栅MOS管和存储单元7.3随机存储器（RAM）7.3.1静态随机存储器（SRAM）一、SRAM的结构和工作原理SRAM电路一般由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路（也叫输入/输出电路）三部分组成，其框图如图7.3.1所示。图7.3.1图7.3.2为1024×4位的RAM2114的工作原理图图7.3.2A9地址译码器10根地址线A0~A9，分2组，6根行地址