②位应用——实现组合函数
全加器
Si m(1,2,4,7) Ci m(3,5,6,7)
Ai Ai Bi Bi Ci-1 Ci-1
Si Ci
两种表示形式
组合逻辑函数的实现： ①基本门电路； ②译码器； ③数据选择器； ④ROM
Ai Ai Bi Bi C-1 C-1 Si Ci
6.2.3 PROM(可编程ROM)
查表功能 －构造自变量与应变量的函数表
把自变量值作为地址码，其对应的函数值作为存放在 该地址内的数据，称为 “造表”；
使用时，根据输入的地址就可在输出端得到所需的函 数值，称为“查表”
A2 A1 A0 D3D2D1D0 D/A
o
0 0 0 0000 0
0 0 1 0 01 0 2
010 0100 4
☆ PROM只能写一次，一旦写入就不能修改（OTP型）。 ☆基本结构同掩模ROM，由存储矩阵、地址译码和输出电路组成。 ☆出厂时在存储矩阵的所有交叉点上都做有存储单元，一般存1。 ☆存数方法：熔丝法和击穿法。
熔丝法图示
字线
Vcc bc
e
熔丝
位线
加高电压将熔丝化断， 即可将原有的1改写为0。 PROM电路见图6.6 (p205)
位 1 D2 输
1
D1
出 线
阵
W0 W1 W2 W3 1 D0
EN
W0～W3：字线 D0～D3：位线（数据线）
二极管或门作编码器
D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1
A0、A1：地址线
2.举例4×4存储器（续）
Vcc
D3＝W1＋W3 D2＝W0＋W2＋W3 D1＝ W1＋W3 D0＝W0＋W1
3. 基本应用
①字应用——由地址读出对应的字， 例实现B码→G码的转换。
B3 B3 B2 B2 B1 B1 B0 B0
0
5
10
G3 G2 G1 G0
15
二进制 G3 G2 G1 G0 0000 0 0 0 0 0001 0 0 0 1 0010 0 0 1 1 0011 0 0 1 0 0100 0 1 1 0 0101 0 1 1 1 0110 0 1 0 1 0111 0 1 0 0 1000 1 1 0 0 1001 1 1 0 1 1010 1 1 1 1 1011 1 1 1 0 1100 1 0 1 0 1101 1 0 1 1 1110 1 0 0 1 1111 1 0 0 0
快闪存储器MOS管的结构－ FLASH ROM存储单元
• 工作机理与叠栅MOS管相同 • 结构：快闪存储器MOS管的源极 N+ 区
大于漏极N+区（非对称）且浮栅到P 型 衬底间的氧化绝缘层比SIMOS管的更薄
• 写入：利用雪崩击穿产生的大量高能 电子在浮栅上积累
• 擦除：控制栅接地、源级接高电压， 利用隧道效应放电
RAM 按功能可分为
静态(SRAM) 动态(DRAM)
RAM 按所用器件可分为
双极型 MOS型
1. RAM的结构框图
RAM电路通常由存储矩阵、地址译码器和读／写控制电 路三部分组成。
D2 D1
A1
D3 c
A0 ROM D4
D5
d e
CS
D6 f
f
b
g
e
c
OE
D7 g
d
0000 地址单元的内容对应七段数码 0
D1 D2 D4 D8
1000 地址单元的 内容对应七段数 码9
01234567 A0 0 1 1 1 1 1 1 0 A1 0 0 1 1 0 0 0 0 A2 0 1 1 0 1 1 0 1 A3 0 1 1 1 1 0 0 1
DA
D7
FA
0E ROM
FE
CE
a b
c 思考：若填入的
d
e 数值分别是7F、 f 0D、B7、9F、 g CD、DB、FB、
0F、FF、CF， 译码显示如何？
这些单元不用
6.3 随机存储器RAM
RAM的特点： (1)可随时读写信息，读写速度较快； (2)信息易失性：掉电后数据丢失。
RAM的分类：
A1
地
存储内容真值表
1
A0
址
译 码
地址
数据
1
器
A1 A0 D3 D2 D1 D0
存 储 矩
D3’ 1 1 1
D3 位
D2 输
D1
出 线
00 01 10
0101 1011 0100
阵
W0 W1 W2 W3 1 D0
1 1 1110
EN
字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接 二极管相当于存1，没接二极管相当于存0，交叉点的数目就是 存储容量，写成“字数×位数”的形式
• 读出：Gc=3V,Wi=5V • 写入：Gc=Wi=20V（脉冲） • 擦除：Gc=0, Wi=Bi=20V（脉冲） • 可擦除单个存储单元 • 芯片内部带有升压电路
3、快闪存储器
快闪存储器既吸收了EPROM结构简单、编程可 靠的优点，又保留了E2PROM用隧道效应擦除 的快捷特性，而且集成度可以做得很高。
第六章 半导体存储器
6.1 概述 6.2 只读存储器（ROM） 6.3 随机存取存储器（RAM） 6.4 存储器的扩展 6.5 存储器的应用
6.1 存储器概述
1. 存储器一般概念
• 存储器：专用于存放大量二进制数码的器件
• 按材料分类 1) 磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带、… 2) 光介质类——CD、DVD、… 3) 半导体介质类——SDRAM、EEPROM、FLASH ROM、…
Ⅱ、实现对输出的三态控制，以便与 系统总线连接。
2.举例4×4存储器
Vcc
2位地址代码A1、A0给出4个 不同地址，4个地址代码分别
A1
译出W0～W3上的高电平信号。
地
1
址
A0
译 码
Vcc
1
器
D3’ 1 D3
A1
W3
存 储 矩
1
线位 D输2
1 D出1
A0
阵
W0 W1 W2 W3 1 D0
二极管与门作译码
6.1 存储器概述
3. 存储器的主要性能指标： 容量：存储单元总数（bit） 1Kbit=1024bit=210bit 128Mbit=134217728bit=227bit 字长：一个芯片可以同时存取的比特数 1位、4位、8位、16位、32位等等 标称：字数×位数 如4K×8位=212×8=215单元（bit） 存取时间：表明存储器工作速度 读操作和写操作时序图：存储器的工作时序关系 其它：材料、功耗、封装形式等等
00110011
01011011
01011111 ROM 0 1 1 1 0 0 0 0
01111111
01110011
CS 0 0 0 0 0 0 0 0 OE 0 0 0 0 0 0 0 0
00000000
00000000
00000000
00000000
D1
7E
D2
0C
D3
B6
9E
D4
CC
D5 D6
• 按功能分类 主要分RAM和ROM两类，不过界限逐渐模糊 RAM: SDRAM, 磁盘， ROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM
讨论学习半导体介质类存储器件的结构功能和使用特点
6.1 存储器概述
2. 半导体存储器分类： RAM (Random Access Memory) 随机存取存储器
SRAM 双极型 DRAM MOS型
ROM (Read Only Memory) 只读存储器
ROM (工厂掩膜) PROM(一次编程) EPROM(多次编程)
随机存取存储器：在运行状态可以随时进行读或写操作
RAM信息易失： 芯片必须供电才能保持存储的数据
只读存储器：通过特定方法写入数据，正常工作时只能读出 ROM信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失
• 浮栅是与四周绝缘的一块导体 • 控制栅上加正电压，P 型衬底
上部感生出电子，可产生N 型 反型层使NMOS管导通 • 如果浮栅带负电，则在衬底上 部感生出正电荷，阻碍控制栅 开启MOS 管。开启需要更高的 电压。 • 加相同栅电压时，浮栅带电与 否，表现为MOS管的通和断
叠栅（SIMOS）管用浮栅是否 累积有负电荷来存储二值数据。
EN
A1A0＝00 W0＝1；
A1A0＝01 W1＝1；
A1A0＝10 W2＝1；
A1A0＝11 W3＝1；
2.举例4×4存储器（续）
Vcc
存储矩阵由4个二极管或门组成，
当W0～W3线上给出高电平信号时，
A1
1
A0
1
地 会在D0～D3输出一个二值代码
址 译
W3
码 器
W1
D3’
D3’ 1 D3
存 储 矩
掩膜ROM(固定ROM)——厂家固化内容； 可编程ROM（ PROM ）——用户首次写入时决定内容。 （一次写入式）
可编程、可擦除ROM （EPROM）——可根据需要改写； 可编程、电可擦除ROM （EEPROM 即E2PROM ） 快闪存储器FLASH ROM
6.2.2掩膜ROM(固化ROM)
采用掩膜工艺制作ROM时，其存储的数据是由制作过程中的 掩膜板决定的。这种掩膜板是按照用户的要求而专门设计的。因 此，掩膜ROM在出厂时内部存储的数据就“固化”在里面了，使用 时无法再更改。
6.2.4 EPROM、E2PROM、FLASH ROM
EPROM：光擦除可编程ROM