數字電子技術基礎：第七章半導體存儲器

第七章半導體存儲器7.1概述7.3隨機存取存儲器(RAM)7.2只讀存儲器(ROM)7.4存儲器容量的擴展7.5用(只讀)存儲器實現組合邏輯函數本章內容教學基本要求：掌握半導體存儲器字、位、存儲容量、地址等基本概念。掌握ROM、RAM的工作原理及典型應用。了解ROM、RAM存儲單元的組成及工作原理。掌握存儲器容量的擴展方法。7.1概述半導體存儲器是一種能存放大量二值信息的半導體器件。按存/取功能分只讀存儲器（ROM）隨機存取存儲器（RAM）按制造工藝分BJT/雙極型MOS/單極型存儲器的主要性能指標：存儲容量和存取速度。大量二值信息RAM在運行狀態(tài)中，可以隨時進行讀出或寫入操作。所存儲的數據只能在電源供電條件下保存；一旦掉電,數據將全部丟失。ROM在運行中只能讀出信息。斷電后信息不丟失，常用于存放固定信息(如程序、常數等)非易失性！易失性！幾個基本概念：存儲容量（M)：存儲二值信息的總量。字數：字的總量。字長（位數）：表示一個信息的多位二進制碼稱為一個字，字的位數稱為字長k。M＝字數2n

×位數k地址：對應于存放一個字的存儲空間的編號。存儲器外部地址線的線數為n，則字數為2nK=4ROM(Read-OnlyMemory)掩模ROM可編程ROMPROM一次性編程、不可擦除UV-EPROM紫外線擦除可編程E2PROM電信號擦除可編程7.2只讀存儲器用戶確定編程內容，向芯片廠商定制EPROMROM是否可擦除、可編程寫入，取決于存儲單元中所用器件。因此，又有以下劃分：BJT管ROMMOS管ROM二極管ROMSIMOS管普通MOS管Flotox-MOS管UV-EPROME2PROMFlashMemory快閃疊柵MOS管存儲矩陣地址譯碼器地址輸入7.2.1掩模ROM數據輸出控制信號輸入三態(tài)輸出電路ROM的電路結構框圖存儲單元：二極管、BJT管、MOS管n2nkk采用二極管的掩模ROM存儲矩陣輸出控制電路M=224地址譯碼器位線字線字線與位線的交點對應一個存儲單元。交點處有二極管相當于存“1”，無二極管相當于存“0”。OE=1時，輸出為高阻狀態(tài)000101111101111010001101地址A1A0D3D2D1D0內容當OE=0時地址數據A1A0d3d2d1d0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)wi=mi另一種采用二極管的掩模ROMwi=mi存儲單元中,有MOS管相當于存入“1”，無MOS管相當于存入“0”。采用NMOS管的掩模ROM字線存儲矩陣位線字線與位線的交點為一個存儲單元。交點處有MOS管相當于存“0”、無MOS管相當于存“1”。兩維譯碼的ROM該存儲器的容量?M=16×16×1bit7.2.2可編程ROM（PROM）20V×7.2.3可擦除的可編程ROM（EPROM）一、用紫外線擦除的EPROM（UV-EPROM）“1”“0”25V50mS20~25V20~25V0V25V二、電擦除的可編程ROM（E2PROM）工作原理：三、快閃存儲器（FlashMemory）采用快閃疊柵MOS管（類似于SIMOS管）、省去選通管T2，提高了集成度。12V0V+6V12V0VROM芯片實例：AT27C010128K×8位ROM

工作模式A16~A0VPPD7~D0讀00×Ai×數據輸出輸出無效×1×××高阻等待1××Ai×高阻快速編程010AiVPP數據輸入編程校驗001AiVPP數據輸出AT27C010功能表ROM的讀操作與時序圖（2）加入有效的片選信號（3）使輸出使能信號有效，經過一定延時后，有效數據出現在數據線上；（4）讓片選信號或輸出使能信號無效，經過一定延時后數據線呈高阻態(tài)，本次讀出結束。（1）欲讀取單元的地址加到存儲器的地址輸入端；（1）用于存儲固定的專用程序（2）利用ROM可實現查表或碼制變換等功能

查表功能－－查某個角度的三角函數

把變量值（角度）作為地址碼，其對應的函數值作為存放在該地址內的數據，這稱為“造表”。使用時，根據輸入的地址(角度)，就可在輸出端得到所需的函數值，這就稱為“查表”。

碼制變換－－把欲變換的編碼作為地址，把最終的目的編碼作為相應存儲單元中的內容即可。ROM的應用7.3隨機存儲器RAM7.3.1靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）一、結構與工作原理RAM(Random-AccessMemory)SRAM(StaticRAM)：靜態(tài)RAMDRAM(DynamicRAM)：動態(tài)RAM二、SRAM的存儲單元六個N溝道增強型MOS管*7.3.2動態(tài)隨機存儲器（DRAM） MOS管柵極電容可以存儲電荷動態(tài)存儲單元7.4存儲器容量的擴展接法：將各片的地址線、讀寫線、片選線并聯即可。例：用八片1024x1位→1024x8位的RAM位擴展字擴展4片256×8位的RAM接成1024×8位的RAM。0001110110111011011111107.5用存儲器實現組合邏輯函數一、基本原理從ROM的