第七章半导体存储器

第七章半导体存储器7.1概述

存储器是用来存储二值数字信息的大规模集成电路，是进一步完善数字系统功能的重要部件。

它实际上是将大量存储器按一定规律结合起来的整体，

可以被比喻为一个由许多房间组成的大旅馆。

每个房间有一个号码(地址码)，

每个房间内有一定内容(一个二进制数码，又称一个“字”)。(2).读写存储器(RAM)(1).只读存储器(ROM)

半导体存储器可分为两大类：7.2只读存储器(ROM)7.2.1掩模只读存储器ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出电路三部分组成。ReadOnlyMemory...

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只读存储器(ROM)7.2.1掩模只读存储器

ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出电路三部分组成。下图是一个最简单的二极管ROM电路：ReadOnlyMemory...

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。A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端存储矩阵输出电路位线字线A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0译码器A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端假设：A1A0

＝1110001100二极管或门A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端1100二极管或门1当某一字线被选中时，这个字线与位线间若接有二极管，则该位线输出为1。假设：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端0101A1A0

＝10假设：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端0101A1A0

＝01假设：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端0011A1A0

＝00000101111111111000000001地址A1A0D3D2D1D0内容字线A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译码器K:输出控制端位线

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，进而可以从位线上读出四位输出数字量。+VCCW3W0W1W2D0D1D2D3

用构成MOS管的ROM矩阵：

有MOS管的单元存储“0”，

无MOS管的单元存储“1”。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

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，称为固定ROM。

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，称其为PROM。字线位线熔断丝

若将熔丝烧断，该单元则变成“0”。显然，一旦烧断后不能再恢复。7.2.2可编程只读存储器（PROM）PROMPROM中的内容只能写一次，有时仍嫌不方便，于是又发展了一种可以改写多次的ROM，简称EPROM。它所存储的信息可以用紫外线或X射线照射擦去，然后又可以重新编制信息。雪崩注入MOS管7.2.3可擦除的可编程只读存储器（EPROM）PROM中的内容只能写一次，有时仍嫌不方便，于是又发展了一种可以改写多次的ROM，简称EPROM。它所存储的信息可以用紫外线或X射线照射擦去，然后又可以重新编制信息。叠栅注入MOS管控制栅Gc：控制读出和写入浮置栅Gf:长期保存注入电荷

虽然用紫外线擦除的EPROM具备了可擦除重写的功能，但擦除操作复杂、速度慢。于是又研制了一种用电信号擦除的可编程ROM，即E2PROME2PROM快闪存储器（FlashMemory）为提高集成度，省去T2（选通管）改用叠栅MOS管（类似SIMOS管）

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)7.3读写存储器(RAM)

读写存储器又称随机存储器。

读写存储器的特点是：在工作过程中，既可从存储器的任意单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称为随机存储器，简称RAM。RandomAccessMemory...RAM按功能可分为静态、动态两类；RAM按所用器件又可分为双极型和MOS型两种。

为了便于连接成为小系统，它的输出都采用三态方式，由片选端控制。结构7.3.1静态随机存储器（ＳＲＡＭ）

基本存储单元VCCWiDDI/OR/W123T2T3T4T5T6QQT1字线数据线数据线基本存储单元的工作原理:VCCWiDDI/OR/W123T2T3T4T5T6QQT1字线数据线数据线VCCT2T1T3T4

由增强型NMOS管T1和T2、T3和T4构成一个基本R-S触发器，

它是存储信息的基本单元。VCCWiDDI/OR/W123T2T3T4T5T6QQT1字线数据线数据线T5和T6是门控管，

由字线Wi控制其导通或截止：Wi＝1，否则就截止。T5T6两管导通；

门控管T5和T6导通时可以进行“读”或“写”的操作：VCCWiDDI/OR/W123T2T3T4T5T6T1字线数据线数据线R/W的控制作用：=0时，R/W而门2处于高阻状态，0

三态门1、3接通，00

使I/O信号得以经过门1、3送到数据线上，以便写入。VCCWiDDI/OR/W123T2T3T4T5T6T1字线数据线数据线R/W的控制作用：R/W＝1时，

门1、3处于高阻状态，1门2接通，1将数据线上电位送到I/O，以便读出。1

存储器的整体结构（１０２４×４位ＲＡＭ）7.4存储器容量的扩展7.4.1位扩展方式适用于每片RAM,ROM