《数字电子技术基础》(第五版)教学课件 第七章 半导体存储器

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《数字电子技术基础》(第五版)教学课件

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第七章

半导体存储器

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第七章

半导体存储器!单元数庞大 ！输入/输出引脚数目有限

7.1 概述 能存储大量二值信息的器件 一、一般结构形式

输 入 出 电 路 输入/出 控制

/ I/O

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二、分类 1、从存/取功能分： ①只读存储器 (Read-Only-Memory)掩模ROM 可编程 ROM 可擦除的可编程 EPROM

②随机读/写 静态RAM (Random-Access-Memory) 动态RAM 2、从工艺分： ①双极型 ②MOS型

7.2 ROM 7.2.1 掩模ROM 一、结构

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二、举例

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A0~An-1D0 W0

W(2n-1)

Dm

地A1

址A0 D3

数D2

据D1 D0

0

0

0

1

0

1

01 1

10 1

10 1

01 1

10 1

10 0

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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”

存储器的容量：“字数 x 位数”

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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

7.2.2 可编程ROM(PROM)

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总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同

熔丝由易熔合金制成 出厂时，每个结点上都 有 编程时将不用的熔断 ！ 是一次性编程，不能改 写 ！

7.2.2 可编程ROM(PROM)

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总体结构与掩模ROM一样，但存储单元不同

写入时，要使用编程器

7.2.3 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 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

G c : 控制栅 G f : 浮置栅

工作原理： 若G f 上充以负电荷，则 Gc 处正常逻辑高电平下不 导通 若G f 上未充负电荷，则 Gc 处正常逻辑高电平下导 通

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“写入”:雪崩注入 , D S间加高压(20 ~ 25V)发生雪崩击穿 , 同时在 Gc 上加25V ,50ms宽的正脉冲， 吸引高速电子穿过 SiO2到达 G f , 形成注入电荷 “擦除”:通过照射产 生电子 空穴对，提供泄放通道 紫外线照射 20 ~ 30分钟(阳光下一周，荧 光灯下3年)

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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

为克服 UVEPROM擦除慢，操作不便的缺 点 采用FLOTOX(浮栅隧道氧化层 MOS管)

G f 与D之间有小的隧道区， SiO2 厚度 2 10 8 m

当场强达到一定大小( 107V / cm) ,电子会穿越隧道 “隧道效应”

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工作原理： G f 充电荷后，正常读出 GC电压(3V)下， T截止 未充电荷时，正常读出 GC电压(3V)下， T导通

充电： Wi , GC 加20V ,10ms的正脉冲， B j 接0 电子隧道区 G f

放电： GC 接0,Wi , B j 加正脉冲， G f 上电荷经隧道区放电