數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)：第七章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

第七章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器7.1概述7.3隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)7.2只讀存儲(chǔ)器(ROM)7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展7.5用(只讀)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)本章內(nèi)容教學(xué)基本要求：掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器字、位、存儲(chǔ)容量、地址等基本概念。掌握ROM、RAM的工作原理及典型應(yīng)用。了解ROM、RAM存儲(chǔ)單元的組成及工作原理。掌握存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展方法。7.1概述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種能存放大量二值信息的半導(dǎo)體器件。按存/取功能分只讀存儲(chǔ)器（ROM）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）按制造工藝分BJT/雙極型MOS/單極型存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量和存取速度。大量二值信息RAM在運(yùn)行狀態(tài)中，可以隨時(shí)進(jìn)行讀出或?qū)懭氩僮鳌Ｋ鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)只能在電源供電條件下保存；一旦掉電,數(shù)據(jù)將全部丟失。ROM在運(yùn)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(shù)等)非易失性！易失性！幾個(gè)基本概念：存儲(chǔ)容量（M)：存儲(chǔ)二值信息的總量。字?jǐn)?shù)：字的總量。字長(zhǎng)（位數(shù)）：表示一個(gè)信息的多位二進(jìn)制碼稱為一個(gè)字，字的位數(shù)稱為字長(zhǎng)k。M＝字?jǐn)?shù)2n

×位數(shù)k地址：對(duì)應(yīng)于存放一個(gè)字的存儲(chǔ)空間的編號(hào)。存儲(chǔ)器外部地址線的線數(shù)為n，則字?jǐn)?shù)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(hào)擦除可編程7.2只讀存儲(chǔ)器用戶確定編程內(nèi)容，向芯片廠商定制EPROMROM是否可擦除、可編程寫入，取決于存儲(chǔ)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(chǔ)矩陣地址譯碼器地址輸入7.2.1掩模ROM數(shù)據(jù)輸出控制信號(hào)輸入三態(tài)輸出電路ROM的電路結(jié)構(gòu)框圖存儲(chǔ)單元：二極管、BJT管、MOS管n2nkk采用二極管的掩模ROM存儲(chǔ)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(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)單元。交點(diǎn)處有二極管相當(dāng)于存“1”，無二極管相當(dāng)于存“0”。OE=1時(shí)，輸出為高阻狀態(tài)000101111101111010001101地址A1A0D3D2D1D0內(nèi)容當(dāng)OE=0時(shí)地址數(shù)據(jù)A1A0d3d2d1d0000101011011100100111110A0~An-1W0W(2n-1)wi=mi另一種采用二極管的掩模ROMwi=mi存儲(chǔ)單元中,有MOS管相當(dāng)于存入“1”，無MOS管相當(dāng)于存入“0”。采用NMOS管的掩模ROM字線存儲(chǔ)矩陣位線字線與位線的交點(diǎn)為一個(gè)存儲(chǔ)單元。交點(diǎn)處有MOS管相當(dāng)于存“0”、無MOS管相當(dāng)于存“1”。兩維譯碼的ROM該存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)例：AT27C010128K×8位ROM

工作模式A16~A0VPPD7~D0讀00×Ai×數(shù)據(jù)輸出輸出無效×1×××高阻等待1××Ai×高阻快速編程010AiVPP數(shù)據(jù)輸入編程校驗(yàn)001AiVPP數(shù)據(jù)輸出AT27C010功能表ROM的讀操作與時(shí)序圖（2）加入有效的片選信號(hào)（3）使輸出使能信號(hào)有效，經(jīng)過一定延時(shí)后，有效數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上；（4）讓片選信號(hào)或輸出使能信號(hào)無效，經(jīng)過一定延時(shí)后數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)，本次讀出結(jié)束。（1）欲讀取單元的地址加到存儲(chǔ)器的地址輸入端；（1）用于存儲(chǔ)固定的專用程序（2）利用ROM可實(shí)現(xiàn)查表或碼制變換等功能

查表功能－－查某個(gè)角度的三角函數(shù)

把變量值（角度）作為地址碼，其對(duì)應(yīng)的函數(shù)值作為存放在該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，這稱為“造表”。使用時(shí)，根據(jù)輸入的地址(角度)，就可在輸出端得到所需的函數(shù)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(yīng)存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容即可。ROM的應(yīng)用7.3隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM7.3.1靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）一、結(jié)構(gòu)與工作原理RAM(Random-AccessMemory)SRAM(StaticRAM)：靜態(tài)RAMDRAM(DynamicRAM)：動(dòng)態(tài)RAM二、SRAM的存儲(chǔ)單元六個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOS管*7.3.2動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM） MOS管柵極電容可以存儲(chǔ)電荷動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展接法：將各片的地址線、讀寫線、片選線并聯(lián)即可。例：用八片1024x1位→1024x8位的RAM位擴(kuò)展字?jǐn)U展4片256×8位的RAM接成1024×8位的RAM。0001110110111011011111107.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)一、基本原理從ROM的