LJH第7章 半导体存储器

数字电路技术基础半导体存储器

《数字电子技术基础》第五版 数字电子技术基础》

第七章

半导体存储器

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教学内容§7.1 概述 §7.2 只读存储器 §7.3 随机存储器 §7.4 存储容量的扩展

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7.1

概述

半导体存储器是一种能存储大量二 值信息的半导体器件。 值信息的半导体器件。按存储 功能分 只读存储器(ROM) 只读存储器( ) 随机存储器( 随机存储器(RAM) ) 双极性 MOS型 型

按制造 工艺分

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7.2

只读存储器(ROM) 只读存储器(ROM)

Read Only Memory特点：正常工作时只能读出。 特点：正常工作时只能读出。 优点：断电后数据不丢失，具有非易失性。 优点：断电后数据不丢失，具有非易失性。 缺点：只适用于存储固定数据的场合。 缺点：只适用于存储固定数据的场合。

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只读存储器分类： 只读存储器分类：掩膜ROM:出厂后内部存储的数据不能改动，只 ：出厂后内部存储的数据不能改动， 掩膜 能读出。 能读出。 PROM:可编程，只能写一次。 :可编程，只能写一次。 EPROM:用紫外线擦除，擦除和编程较慢，次数也 用紫外线擦除，擦除和编程较慢， 用紫外线擦除 不宜多。 不宜多。 E2PROM:电信号擦除，擦、写速度提高。如：IC 电信号擦除， 写速度提高。 电信号擦除 卡 快闪存储器(Flash Memory):编程可靠、快捷， 快闪存储器 ：编程可靠、快捷， 集成度高。 集成度高。如：U盘 盘5

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7.2.1 掩模ROM 掩模ROM 一、结构

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二、举例

A1,A0称为地址；W3~W0称为字线；d3~d0称为位线。 称为地址； 称为字线； 称为位线。

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两个概念： 存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”,存储单元 中有器件存入“1”,无器件存入“0” 中有器件存入“1”,无器件存入“0”

存储器的容量：“字线数 x 位线数”

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A0~An-1D0 W0

W(2n-1)

Dm

地A1

址A0

数d3 d2

据d1 d0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 0 1

1 0 1 1

0 1 0 1

1 1 0 0

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掩模ROM的特点： 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

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7.2.2 可编程ROM(PROM) 可编程ROM(PROM)总体结构与掩

模ROM一样，但存储单元不同 总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同

熔丝断：存入0 熔丝断：存入0

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可编程ROM(PROM) 可编程ROM(PROM)

写入时，要使用编程器12

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7.2.3 可擦除的可编程ROM(EPROM) 可擦除的可编程ROM(EPROM)总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同 总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同 一、用紫外线擦除的PROM(UVEPROM) 一、用紫外线擦除的PROM(UVEPROM)

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SIMOS ( Stacked gate Injuction MOS ) 叠栅注入MOS管

Gc : 控制栅 G f : 浮置栅

工作原理： 若G f 上充负电荷，则Gc处高电平时D、S不导通 若G f 上未充负电荷，则Gc处高电平时D、S导通14

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“写入”:雪崩注入, 在G f 上注入负电荷。相当于存入1。 上注入负电荷。相当于存 “擦除”:紫外线照射20 ~ 30分钟(阳光下1周，荧光灯下3年)

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二、电可擦除的可编程ROM( PROM) 二、电可擦除的可编程ROM(E2PROM) 总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同 总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同

采用FLOTOX (浮栅隧道氧化层MOS 管 )

G f 与 D间有隧道，通过隧道效应充放电。 G f 充电:存入1,放电：存入0。16