[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第5章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器-文庫(kù)吧資料
2025-01-27 21:57本頁(yè)面
【正文】 閃存儲(chǔ)器 (Flash Memory) ?快閃存儲(chǔ)器吸收了 EPROM結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 編程可靠的優(yōu)點(diǎn) ,又保留了 PROM用隧道效應(yīng)擦除的快捷特性 ,而且集成度可以作得很高 。 由于存儲(chǔ)單元用了兩只 MOS管 。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 32 ?為了提高擦 、 寫的可靠性 ,并保護(hù)隧道區(qū)超薄氧化層 ,在 E2PROM的存儲(chǔ)單元中除Ｆ lotox管以外還附加了一個(gè)選通管 ,如圖 67, T2為普通的 N溝道增強(qiáng)型 MOS管 (也稱選通管 )。 ?加到控制柵 Gc和漏極 D上的電壓是通過浮置柵一漏極間的電容和浮置柵一控制柵間的電容分壓加到隧道區(qū)上的 。 當(dāng)隧道區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度大到一定程度時(shí) ,便在漏區(qū)和浮置柵之間出現(xiàn)導(dǎo)電隧道 ,電子可以雙向通過 ,形成電流 。 Flotox管與 SIMOS管相似 ,它也屬于N溝道增強(qiáng)型的 MOS管 ,并且有兩個(gè)柵極一一控制柵 Gc和浮置柵 Gf，其結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖 66所示。 不太方便 。為便于照射擦除 ， 芯片的封裝外殼裝有透明的石英蓋板 。 當(dāng)用紫外線或 X射線照射時(shí) ， 浮柵上的電子形成光電流而泄放 ， 恢復(fù)寫入前的狀態(tài) 。 浮置柵上注入了電荷的 SIM0S管 ，相當(dāng)于寫入了 1， 未注入電荷的相當(dāng)于存入了 0。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 28 GCGfDSSGCGfDS i O2N+N+P圖 65 SIMOS管的結(jié)構(gòu)和符號(hào) 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 29 ? 當(dāng)漏一源間加以較高的電壓(約 +20~+25V)時(shí) ， 將發(fā)生雪崩擊穿現(xiàn)象 。 Gf沒有電荷時(shí)，在 Gc上加入正常的高電平能夠使漏 源之間產(chǎn)生導(dǎo)電溝道， SIM0S管導(dǎo)通。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 26 1． 光可擦除可編程存儲(chǔ)器 EPROM ?光 可 擦 除 可 編 程 存 儲(chǔ) 器 EPROM( 通 常 簡(jiǎn) 稱EPROM)是采用浮柵技術(shù)生產(chǎn)的可編程存儲(chǔ)器 ，它的存儲(chǔ)單元多采用 N溝道疊柵 M0S管 (Stacked － gate Injuction Metal － Oxide －Semiconductor)， 簡(jiǎn)稱 SIM0S管 ， 其結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖 65所示 。 讀出時(shí) ， VCC接 +5V電源 ， 低于穩(wěn)壓管的擊穿電壓 ， 所有 T2管都截止 ， 如被選中的某位熔斷絲是連通的 ， T1管導(dǎo)通 ， 輸出為 0；如果熔斷絲是斷開的 ， T1截止 ， 讀出 1信號(hào) 。 ?讀寫控制電路供讀出和寫入之用。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 23 ?地址譯碼器輸出線為高電平有效 ， 32根字線分別接 32行的多發(fā)射極晶體管的基極 ， 地址譯碼受選片信號(hào)控制 ， 當(dāng) CS=0時(shí) ， 選中該芯片能夠工作 ， 輸入地址有效 ，譯碼輸出線中某一根為高電平 ， 選中一個(gè)地址 。如果想使某單元改寫為1，需要使熔斷絲通過大電流，使它燒斷。存儲(chǔ)容量為 32 8位，存儲(chǔ)矩陣是 32行 8列，出廠時(shí)每個(gè)發(fā)射極的熔斷絲都是連通的，寫入時(shí)， VCC=+12V電源，某位寫入 1時(shí)，該數(shù)據(jù)線為 1，穩(wěn)壓管 DW擊穿， T2導(dǎo)通，讀出時(shí)，VCC=+5V=低于穩(wěn)壓管的擊穿電壓， T2截止，熔斷絲連通， T1管導(dǎo)通，輸出為 0；熔斷絲斷開， T1截止，讀出 1。出廠時(shí) PROM的內(nèi)容全是 0或全是 1，使用時(shí)，用戶可以根據(jù)需要編好代碼，寫入 PROM中。 地址譯碼器的輸出和輸入是與的關(guān)系 ， 因此 ROM是一個(gè)多輸入變量 （ 地址 ） 和多輸出變量 （ 數(shù)據(jù) ） 的與或邏輯陣列 。 圖 52的存儲(chǔ)矩陣簡(jiǎn)化編碼圖如圖 53所示 。 為 1的制造管子 ， 為 0的不需制造管子 ， 畫出存儲(chǔ)矩陣編碼圖 。四個(gè)地址存儲(chǔ)的內(nèi)容如表 51所示 。 例如 ， 當(dāng)?shù)刂?A1A0=00時(shí) ， 則W0=1（ W W W3均為 0） ， 此時(shí)選中 0號(hào)地址使第一行的兩個(gè) NMOS管導(dǎo)通 ， 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 16 經(jīng)輸出電路反相后 ，輸出 D3D2D1D0=0101。 , 3210 DDDD2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 15 ?每根字線和位線的交叉處是一個(gè)存儲(chǔ)單元 ，共有 16個(gè)單元 。存儲(chǔ)矩陣實(shí)際上是一個(gè)編碼器，工作時(shí)編碼內(nèi)容不變。一個(gè)字有 4位信息，故有四條數(shù)據(jù)線 ?輸出又稱為位線。被選中的數(shù)據(jù)經(jīng)過輸出緩沖器輸出。 地址譯碼器存 貯 矩 陣N M輸 出 及 控 制 電 路數(shù) 據(jù) 輸 出地址輸入W0WN 1D0DM 12022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 12 圖 52 (4 4)的 NMOS固定 ROM ＆＆＆＆111 1 1 1地 址 譯 碼 器存儲(chǔ)矩陣輸 出 電 路D3 D2 D1 D0D3 D2 D1 D0W0W1W2W3A0A1字線+ VD D地址譯碼器 存儲(chǔ)矩陣 輸出電路 字線 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 13 ?圖 52是一個(gè) 4 4位的 NMOS固定 ROM。 ?E2PROM： 可用電擦寫方法擦寫。 ?EPROM： 存儲(chǔ)內(nèi)容可以改變 ， 但 EPROM所存內(nèi)容的擦去或改寫 ， 需要專門的擦抹器和編程器實(shí)現(xiàn) 。 ?固定 ROM： 在制造時(shí)根據(jù)特定的要求做成固定的存儲(chǔ)內(nèi)容，出廠后，用戶無法更改，只能讀出。 ?只讀存儲(chǔ)器為非易失性存儲(chǔ)器 ， 去掉電源 ，所存信息不會(huì)丟失 。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 8 只讀存儲(chǔ)器 ?半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器 (Readonly Memory,簡(jiǎn)稱ROM)是只能讀不能寫的存儲(chǔ)器 。 如果某存儲(chǔ)器有十個(gè)地址輸入端 ，那它就能存 210=1024個(gè)字 。即由地址碼來決定。若字長(zhǎng)為 8位，每次必須選中 8個(gè)存儲(chǔ)單元。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 6 ?例如，某存儲(chǔ)器能存儲(chǔ) 1024個(gè)字 ，每個(gè)字 4位，那它的存儲(chǔ)容量就為 1024 4=4096，即該存儲(chǔ)器有 4096個(gè)存儲(chǔ)單元。若存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ) 1024個(gè)字，就得有 1024 16個(gè)存儲(chǔ)單元。例如， 16位構(gòu)成一個(gè)字，該字的字長(zhǎng)為 16位。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 5 ?存儲(chǔ)器中二值代碼都是以字的形式出現(xiàn)的。 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 4 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)： 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器有兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)：存儲(chǔ)容量和存取時(shí)間 。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器都為 MOS型。電容漏電會(huì)導(dǎo)致信息丟失，因此要求定時(shí)對(duì)電容進(jìn)行充電或放電。 按存儲(chǔ)信號(hào)的原理不同 ： ?分為靜態(tài)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器兩種 。 概述 只讀存儲(chǔ)器 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 2022/2/14 東北大學(xué)信息學(xué)院 2 ?分成 TTL和 MOS存儲(chǔ)器兩大類 。2022/2/14
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