第七章半导体存储器教材ppt课件.ppt

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1、第七章半导体存储器学习要点：介绍各种半导体存储器的工作原理和使用方法只读存储器(ROM、PROM、EPROM和快闪存储器)随机存储器（DRAM、SRAM）存储器容量的扩展及用存储器设计组合逻辑电路的概念7.4存储器容量的扩展7.3随机存储器（RAM）7.2只读存储器（ROM）7.1概述7.5用存储器实现组合逻辑函数第七章半导体存储器7.1概述半导体存储器是能存储大量二值信息的半导体器件。从存、取功能上分为衡量存储器性能的重要指标：存储容量和存取速度。只读存储器（ROM）优点：电路结构简单，断电后数据不丢失缺点：只适用于存储固定数据的场合随机存储器（RAM

2、）从制造工艺上分为双极型MOS型功耗低，集成度高，适于制作大容量的存储器DRAM:结构简单，集成度高，速度低SRAM:集成度低，速度高7.2只读存储器（ROM）7.2.1掩模只读存储器(ROM)退出7.2.2可编程只读存储器(PROM)7.2.3可擦除的可编程只读存储器(EPROM)存储容量＝字线数×位线数＝2n×b（位）存储单元地址将输入的地址代码译成相应的控制信号，利用控制信号从存储矩阵中选出指定的单元，并把其中的数据送到输出缓冲器有许多存储单元（二极管、双极型三极管或MOS管）排列组成。每个单元存放1位二值代码（0或1）。每一组存储单元有一个对应的

3、地址代码。能提高存储器的带负载能力，实现对输出状态的三态控制，以便与系统的总线联接7.2.1掩模只读存储器(ROM)地址数据A1A0D3D2D1D0000110110101101101001110地址线位线字线与位线的每个交叉点都是一个存储单元。交点处接有二极管相当于存1，没接二极管时相当于存0。交叉点的数目=存储单元数，存储容量=(字数)×(位数)用二极管制作的ROMW0W1W2W3二极管与门阵列—译码器二极管或门阵列—编码器字线用MOS工艺制作的ROM用N沟道增强型MOS管代替二极管。字线与位线的每个交叉点处接有MOS管相当于存1，没接MOS管时相当

4、于存0。注：接有MOS管的位线由于MOS管导通为低电平，经反相缓冲器输出为高电平。用MOS管构成的存储矩阵4×4位ROM地址译码器存储体存储内容未连接的或门对于给定的地址，相应一条字线输出高电平，与该字线相连接的或门输出为1，输出为0。A1=0A0=0W0=1W1=0W2=0W3=0D3=1D1=1D0=1D2=0A1=0A0=1W0=0W1=1W2=0W3=0D3=0D1=0D0=1D2=1A1=1A0=0W0=0W1=0W2=1W3=0D3=1D1=0D0=0D2=1A1=1A0=1W0=0W1=0W2=0W3=1D3=0D1=1D0=1D2=1RO

5、M的简化画法地址译码器产生了输入变量的全部最小项存储体实现了有关最小项的或运算与阵列固定或阵列可编程连接断开熔丝型PROM的存储单元7.2.2可编程只读存储器(PROM)出厂时所有存储单元都存入1。编程时先输入地址代码，找出要写入0的单元地址。然后使VCC和选中的字线提高到编程所需要的高电平，同时在编程单元的位线上加入编程脉冲(幅度约20V，持续时间约几微秒)，此时写入放大器AW的输出为低电平，低内阻状态，熔丝熔断。PROM的内容一经写入，就不能修改。PROM管的结构原理图7.2.3可擦除的可编程只读存储器(PROM)一、EPROM(UVEPROM)—采

6、用叠栅注入MOS管（SIMOS）制作的存储单元控制栅GC用于控制读出和写入。浮置栅Gf用于长期保存注入电荷。1.浮置栅上未注入电荷以前，在控制栅上加入正常高电平电压，能够使漏—源之间产生导电沟道，SIMOS导通。2.浮置栅上注入负电荷以后，必须在控制栅上加入更高电压才能抵消注入电荷的影响而形成导电沟道，因此在栅极加上正常的高电平信号时SIMOS不会导通。EPROM具有和录音带相似的特点：一方面，在停电以后，信息可长期保存；另一方面，当不需这些信息时，又可擦去重写。用紫外线照射进行擦除的UVEPROM、用电信号擦除的E2PROM和快闪存储器(FlashMe

7、mory)。浮栅上的电荷无放电通路，没法泄漏。用紫外线照射芯片上的玻璃窗，则形成光电电流，把栅极电子带回到多晶硅衬底，SIMOS管恢复到初始的导通状态。二、E2PROM（电信号可擦除的可编程ROM）前面研究的可擦写存储器的缺点是要擦除已存入的信息必须用紫外光照射一定的时间，因此不能用于快速改变储存信息的场合，用隧道型储存单元制成的存储器克服了这一缺点，它称为电可改写只读存储器E2PROM，即电擦除、电编程的只读存储器。它与叠栅型管的不同在于浮栅延长区与漏区N之间的交叠处有一个厚度约为80埃的薄绝缘层，称为隧道区。浮栅隧道氧化层MOS管存储管选通管三、快闪

8、存储器（FlashMemory）闪速存储单元去掉了隧道型存储单元的选择管，它不像