数字电子技术基础：第七章半导体存储器

第七章半导体存储器7.1概述7.3随机存取存储器(RAM)7.2只读存储器(ROM)7.4存储器容量的扩展7.5用(只读)存储器实现组合逻辑函数本章内容教学基本要求：掌握半导体存储器字、位、存储容量、地址等基本概念。掌握ROM、RAM的工作原理及典型应用。了解ROM、RAM存储单元的组成及工作原理。掌握存储器容量的扩展方法。7.1概述半导体存储器是一种能存放大量二值信息的半导体器件。按存/取功能分只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）按制造工艺分BJT/双极型MOS/单极型存储器的主要性能指标：存储容量和存取速度。大量二值信息RAM在运行状态中，可以随时进行读出或写入操作。所存储的数据只能在电源供电条件下保存；一旦掉电,数据将全部丢失。ROM在运行中只能读出信息。断电后信息不丢失，常用于存放固定信息(如程序、常数等)非易失性！易失性！几个基本概念：存储容量（M)：存储二值信息的总量。字数：字的总量。字长（位数）：表示一个信息的多位二进制码称为一个字，字的位数称为字长k。M＝字数2n

×位数k地址：对应于存放一个字的存储空间的编号。存储器外部地址线的线数为n，则字数为2nK=4ROM(Read-OnlyMemory)掩模ROM可编程ROMPROM一次性编程、不可擦除UV-EPROM紫外线擦除可编程E2PROM电信号擦除可编程7.2只读存储器用户确定编程内容，向芯片厂商定制EPROMROM是否可擦除、可编程写入，取决于存储单元中所用器件。因此，又有以下划分：BJT管ROMMOS管ROM二极管ROMSIMOS管普通MOS管Flotox-MOS管UV-EPROME2PROMFlashMemory快闪叠栅MOS管存储矩阵地址译码器地址输入7.2.1掩模ROM数据输出控制信号输入三态输出电路ROM的电路结构框图存储单元：二极管、BJT管、MOS管n2nkk采用二极管的掩模ROM存储矩阵输出控制电路M=224地址译码器位线字线字线与位线的交点对应一个存储单元。交点处有二极管相当于存“1”，无二极管相当于存“0”。OE=1时，输出为高阻状态000101111101111010001101地址A1A0D3D2D1D0内容当OE=0时地址数据A1A0d3d2d1d0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)wi=mi另一种采用二极管的掩模ROMwi=mi存储单元中,有MOS管相当于存入“1”，无MOS管相当于存入“0”。采用NMOS管的掩模ROM字线存储矩阵位线字线与位线的交点为一个存储单元。交点处有MOS管相当于存“0”、无MOS管相当于存“1”。两维译码的ROM该存储器的容量?M=16×16×1bit7.2.2可编程ROM（PROM）20V×7.2.3可擦除的可编程ROM（EPROM）一、用紫外线擦除的EPROM（UV-EPROM）“1”“0”25V50mS20~25V20~25V0V25V二、电擦除的可编程ROM（E2PROM）工作原理：三、快闪存储器（FlashMemory）采用快闪叠栅MOS管（类似于SIMOS管）、省去选通管T2，提高了集成度。12V0V+6V12V0VROM芯片实例：AT27C010128K×8位ROM

工作模式A16~A0VPPD7~D0读00×Ai×数据输出输出无效×1×××高阻等待1××Ai×高阻快速编程010AiVPP数据输入编程校验001AiVPP数据输出AT27C010功能表ROM的读操作与时序图（2）加入有效的片选信号（3）使输出使能信号有效，经过一定延时后，有效数据出现在数据线上；（4）让片选信号或输出使能信号无效，经过一定延时后数据线呈高阻态，本次读出结束。（1）欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端；（1）用于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

把变量值（角度）作为地址码，其对应的函数值作为存放在该地址内的数据，这称为“造表”。使用时，根据输入的地址(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。ROM的应用7.3随机存储器RAM7.3.1静态随机存储器（SRAM）一、结构与工作原理RAM(Random-AccessMemory)SRAM(StaticRAM)：静态RAMDRAM(DynamicRAM)：动态RAM二、SRAM的存储单元六个N沟道增强型MOS管*7.3.2动态随机存储器（DRAM） MOS管栅极电容可以存储电荷动态存储单元7.4存储器容量的扩展接法：将各片的地址线、读写线、片选线并联即可。例：用八片1024x1位→1024x8位的RAM位扩展字扩展4片256×8位的RAM接成1024×8位的RAM。0001110110111011011111107.5用存储器实现组合逻辑函数一、基本原理从ROM的