10.2 半导体存储器（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人民邮电版）

10.2 半导体存储器 10.2.1 存储器概述 存储器是数字系统中用于存储大量信息的设备或部件。 存储器的种类很多，通常根据存储器存储介质的不同分为：磁介质存储器（例：磁带、磁盘等）、半导体存储器（ROM、RAM等）、光介质存储器（CD- ROM、VCD- ROM、DVD- ROM等）。其中半导体存储器因存储容量大、速度快、功耗低、使用方便等一系列优点，发展迅速，应用十分普遍。 半导体存储器按存取功能上可以分为只读存储器（ROM）和随机存储器(RAM)两大类。 10.2 半导体存储器 10.2.2 只读存储器 1．ROM的分类 （1） 掩模ROM 这种ROM在制造时，厂家利用掩模技术直接把数据写入存储器中，用户无法进行修改。并且在断电后不丢失其中存储内容，故又称固定只读存储器。 （2）一次可编程ROM（PROM） PROM在出厂时所有存储单元中都存入了1（或全为0），其中的数据可以由用户根据自己的需要写入，但一经写入就不能再修改了，PROM只实现一次编写的目的。 （3）可擦除可编程ROM（EPROM） EPROM里的数据不但可以由用户根据自己的需要写入，而且还能通过紫外线照射进行擦除重写，所以具有更大的灵活性。缺点就是擦除操作复杂，擦除速度很慢。常用的EPROM有2716、2732等。 10.2 半导体存储器 10.2.2 只读存储器 1．ROM的分类 （4）电可擦除可编程ROM（E2PROM） E2PROM的电擦除过程就是改写过程，其擦除速度很快，一般为豪秒数量级。而且它还具有ROM的非易失性，可以随时改写，可重复擦写1万以上。常用的E2PROM有2816、2817等。 （5）快闪存储器（Flash Memory） 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擦除快捷的特性，而且集成度可以作得很高。一般一个芯片可以擦除/写入100万次以上。自从80年代末期快闪存储器问世以来，发展迅速，并以高集程度、大容量、低成本和使用方便等优点被普遍应用。 10.2 半导体存储器 10.2.2 只读存储器 2．ROM的结构 ROM的内部结构图 ROM的结构如图示，主要由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器组成。 10.2 半导体存储器 10.2.2 只读存储器 2．ROM的结构 在存储器的每个存储单元中，存放着由若干位二进制数码组成的信息——称为“字”。为了寻找不同存储单元所存的字，每个存储单元按其空间位置都有一个固定的编号，这个号码称为只读存储单元地址码，简称地址，这个地址是唯一的。在输入不同 地址时，就能在存储器输出端读出相应的字, 即“地址”的输入代码与“字”的输出数码有固定的对应关系。 10.2 半导体存储器 10.2.2 只读存储器 2．ROM的结构 通常都把存储量和存取速度作为衡量存储器的重要指标 容量＝“字线×位线”＝ 2n×m n条地址线有2n个存储单元，每个单元存放一个字，一共可以存放2n个字，每字有m位，即 10.2 半导体存储器 10.2.3 随机存储器 随机存储器又叫能擦除存储器，它可以在任意时刻，对任意选种的存储单元进行信息的存入（写入）或取出（读出）操作。与只读存储器相比，RAM最大的优点是存取方便，使用灵活，即能不破坏地读出所存信息，又能随时写入新的内容。其其缺点是一旦断电，所存内容便全部丢失，如计算机中的内存，就是这一类内存储器。 1．RAM的分类 按照电路结构和工作原理的不同，RAM可分为静态RAM和动态RAM两种。 静态RAM的存储单元由静态MOS电路或双极型电路组成，MOS型的RAM存储量大、功耗低、而双极型RAM的存取速度快 动态RAM是利用MOS电容存储信息。 10.2 半导体存储器 10.2.3 随机存储器 2．RAM的结构 RAM的基本结构示意图 而RAM是由存储矩阵、地址译码器、读/写控制电路、输入/输出电路和片选控制电路组成，它属于大规模时序逻辑电路。 10.3 模—数与数—模转换电路 将模拟信号（如声音信号）转换成数字信号的过程称之为模/数转换，简称A/D转换。完成A/D转换的电路称为模/数转换器，简称ADC。 把数字量转换成模拟量的过程叫做数/模转换，简称D/A转换。完成D/A转换的电路称为数/模转换器。简称DAC 所示为A/D、D/A转换示意图 10.3 模—数与数—模转换电路 10.3.1 D/A转换器 1. D/A转换器的基本原理 DAC方框图 DAC