存储系统及半导体存储器课件.ppt

存儲系統及半導體記憶體半導體存儲器的分類隨機存取記憶體雙極性半導體RAM動態金屬氧化物（MOS)RAM讀寫記憶體掩膜式ROM可編程ROM(PROM,ProgrammableROM)可擦除的PROM（EPROM，ErasableProgrammableROM）電可擦除的PROM（E2PROM，ElectricallyErasableProgrammableROM）隨機存取存儲器靜態RAM（SRAM)基本的存儲電路典型的靜態RAM晶片6116（2KB×8位）、6264（8KB×8位）、62256（32KB×8位）、628128（128KB×8位）等。隨機存取存儲器動態RAM（DRAM)單管動態存儲電路動態RAM的刷新為保持電容中的電荷不丟失，必須對動態RAM不斷進行讀出和再寫入隨機存取存儲器動態RAM（DRAM)64K位動態RAM記憶體晶片2164A的容量為64K×1位，即片內共有64K（65536）個地址單元，每個地址單元存放一位數據。需要16條地址線，地址線分為兩部分：行地址與列地址。晶片的地址引線只要8條，內部設有地址鎖存器，利用多路開關，由行地址選通信號變低（RowAddressStrobe），把先出現的8位地址，送至行地址鎖存器；由隨後出現的列地址選通信號（ColumnAddressStrobe）把後出現的8位地址送至列地址鎖存器。這8條地址線也用於刷新（刷新時地址計數，實現一行行刷新）。隨機存取存儲器64K存儲體由4個128×128的存儲矩陣構成。每個128×128的存儲矩陣，有7條行地址和7條列地址線進行選擇。7條行地址經過解碼產生128條選擇線，分別選擇128行；7條列地址線經過解碼也產生128條選擇線，分別選擇128列。隨機存取存儲器鎖存在行地址鎖存器中的7位行地址RA6～RA0同時加到4個存儲矩陣上，在每個矩陣中都選中一行，則共有512個存儲電路被選中，它們存放的資訊被選通至512個讀出放大器，經過鑒別、鎖存和重寫。鎖存在列地址鎖存器中的7位列地址CA6～CA0（地址匯流排上的A14～A8），在每個存儲矩陣中選中一列，則共有4個存儲單元被選中。最後經過1/4I/O門電路（由RA7與CA7控制）選中一個單元，可以對這個單元進行讀寫。只讀存儲器只讀記憶體ROM，是一種非易失性的半導體記憶體件。其中所存放的資訊可長期保存，掉電也不會丟失，常被用來保存固定的程式和數據。在一般工作狀態下，ROM中的資訊只能讀出，不能寫入。對可編程的ROM晶片，可用特殊方法將資訊寫入，該過程被稱為“編程”。對可擦除的ROM晶片，可採用特殊方法將原來資訊擦除，以便再次編程。只讀存儲器掩膜式ROM掩膜式ROM一般由生產廠家根據用戶的要求定制的。只讀存儲器可編程的ROM出廠時，所有存儲單元的熔絲都是完好的。編程時，通過字線選中某個電晶體。若準備寫入1，則向位線送高電平，此時管子截止，熔絲將被保留；若準備寫入0，則向位線送低電平，此時管子導通，控制電流使熔絲燒斷。換句話說，所有存儲單元出廠時均存放資訊1，一旦寫入0使熔絲燒斷，就不可能再恢復。只讀存儲器可擦除可編程的ROM（EPROM）特點：晶片的上方有一個石英玻璃的窗口，通過紫外線照射，晶片電路中的浮空晶柵上的電荷會形成光電流洩漏走，使電路恢復起始狀態，從而將寫入的信號擦去。只讀存儲器可擦除可編程的ROM（EPROM）原理：在N型的基片上安置了兩個高濃度的P型區，它們通過歐姆接觸，分別引出源極（S）和漏極（D），在S和D之間有一個由多晶矽構成的柵極，但它是浮空的，被絕緣物SiO2所包圍。只讀存儲器可擦除可編程的ROM（EPROM）出廠時，矽柵上沒有電荷，則管子內沒有導電溝道，D和S之間是不導電的。當把EPROM管子用於存儲矩陣時，它輸出為全1（或0）。要寫入時，則在D和S之間加上25V的高壓，另外加上編程脈衝（其寬度約為50ms），所選中的單元在這個電源作用下，D和S之間被暫態擊穿，就會有電子通過絕緣層注入到矽柵，當高壓電源去除後，因為矽柵被絕緣層包圍，故注入的電子無處洩漏走，矽柵就為負，於是就形成了導電溝道，從而使EPROM單元導通，輸出為“0“（或”1“）