数字电路 第九章 半导体存储器课件

第九章半导体存储器§9.1概述§9.2只读存储器(ROM)§9.3随机存取存储器(RAM)§9.1概述半导体存储器是由半导体器件构成的大规模集成电路,专门用来存放二进制信息的,是任何数字电路不可缺少的一部分.按所用半导体器件的不同,半导体存储器分为:1.双极型-----工作速度快,在微机中作高速缓存2.MOS型-----功耗小,因而集成度高.用于大容量存储,如微机中的内存条2.随机存取存储器RandomAccessMemoryRAM1)SRAM静态随机存取存储器

(static)2)DRAM动态随机存储存取器(Dynamic)任何时刻对任何单元都能直接写入或读出二进制信息,断电后信息就丢失。3.顺序存取存储器SequentialAccessMemorySAMFIFOFirstinFirstoutFILOFirstinLastout顺序存取存储器的特点是先入先出或先入后出§9.2只读存储器(ROM)只读存储器在工作时其存储内容是固定不变的，因此，只能读出，不能随时写入，所以称为只读存储器。7.2.1ROM的基本结构及工作原理ROM主要组成部分：1.地址译码器2.存储矩阵3.输出电路。ReadOnlyMemory...000011111111111000000001地址A1A0D3D2D1D0内容位线A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端字线输入任意一个地址码，译码器就可使与之对应的某条字线为高电平，进而从位线上读出四位输出数字量。+VCCW3W0W1W2D0D1D2D3有MOS管的单元存储“0”；无MOS管的单元存储“1”。下图是使用MOS管的ROM矩阵：固定ROM：在前面介绍的两种存储器中，其存储单元中的内容在出厂时已被完全固定下来，使用时不能变动。

PROM：有一种可编程序的ROM，在出厂时全部存储“1”，用户可根据需要将某些单元改写为“0”,然而只能改写一次。ROM的类型:

EPROM：一种可以改写多次的ROM。它所存储的信息可以用紫外线或X射线照射檫去（Erasable），然后又可以重新编制信息。存储容量是ROM的主要技术指标之一，它一般用[存储字数：2N].[输出位数：M]来表示(其中N为存储器的地址线数)。例如：128(字).8(位)、1024(字)8(位)等等。.EPROM的结构及工作原理可见《数字电子技术》P301（阎石主编）PN+N+G1DSG2SIO2层SIMOS---迭栅注入MOS管G1控制极G2浮栅极符号当S、D极间加以较高电压（约+20~+25V)时,将发生雪崩击穿,如果同时在控制极加上高压脉冲(幅度约+25V,宽度约50ms),一些速度较高的电子就能穿过SIO2层到达浮置栅极,行成注入电荷。注入了电荷的SIMOS管相当于写入了1，没注入电荷的相当于存入了0。SIMOS--StackedgateInjuntionMetalOxideSemiconductor9.2.2ROM的应用举例例1.用于存储固定的专用程序。例2.利用ROM可实现查表或码制变换等功能。查表功能－－例：查某个角度的三角函数码制变换：地址——欲变换的编码相应ROM中的内容——目的编码地址码——变量值（角度）“造表”相应ROM中的内容——函数值输入地址(角度)输出函数值“查表”例3.ROM在波形发生器中的应用。ROMD/A计数器CP计数脉冲送示波器34A1A2A0D3D2D1D0D/A01000000000001111111111100000000000000000000001111111111124812963tuo0tuo0ROMD/A计数器CP计数脉冲送示波器34uoA1A2A0D3D2D1D0D/A010000000000011111111111000000000000000000000011111111111248129639.3.1SRAM的基本存储单元WiDD符号VCCWiDDO/IR/W123T2T3T4T5T6QQT1字线数据线数据线工作原理:O/IWiDDR/W123T2T3T4T5T6QT1字线数据线数据线VCCQVCCT2T1T3T4工作原理:1.信息的基本存储单元：由增强型NMOS管T1和T2、T3和T4构成一个基本R-S触发器。2.T5和T6是门控管，由字线Wi控制其导通或截止：

Wi＝1则导通，否则截止。VCCWiDDI/OR/W123T2T3T4T5T6QQT1字线数据线数据线4.R/W的控制作用R/W=0时，三态门1、3接通，而门2处于高阻，使I/O信号得以经过门1、3送到数据线上，以便写入；R/W＝1时，门1、3处于高阻状态，门2接通，将数据线上电位送到I/O，以便读出。R/W123数据线数据线9.3.2单管动态存储单元(DRAM)是目前所有大容量DRAM首选存储单元,结构简单但需要配置灵敏恢复/读出放大器破坏性读出字线位线CSCBW3W2W1W0地址译码器读写及输入/输出控制I/O1I/O0CSR/WA0A1D1D1D0D0存储矩阵9.3.3存储器的整体结构64×64存储矩阵D3D2D1D0D3D2D1D0I/O电路列地址译码A4A9A0A3A1A29.3.4RAM组件及其连接123456789181716151413121110A2A1A0A3A4A5A6A7A8A9CSGNDVCCD3D2D1D0R/WRAM2114管脚图2345678910232221201918171615A0A1D0A3A4A5A6A9A10CSGNDVCCD3D2D1D4RAM6116管脚图A2A711112141324A8D5D6D7RDWR一、扩大RAM(如2114)的位数要达到这个目的方法很简单，只要把各片地址线对应连接在一起，而数据线并行使用即可，示范接线如下图：D7A9A0R/WCSD1D3D2D0A9A0R/WCSD1D3D2D0......D6D5D4D1D3D2D0...CSR/WA0A92114(1)2114(2)用(两片2114)1024×4构成1024×8二、增加RAM(如2114)的字数通过用1024×4(4片2114)构成4096×4为例，介绍解决这类问题的办法。(1)访问4096个单元，必然有12根地址线；(2)访问RAM2114，只需10根地址线，尚余2根地址线；(3)设法用剩余的2根地址线去控制4个2114的片选端。思路：CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D324译码器A11A10A0A9D3D2D1D02114