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半導(dǎo)體集成存�(chǔ)�
閱讀�3611�(shí)間:2017-08-07 11:33:42

    �半導(dǎo)�集成電路工藝制成的存�(chǔ)�(shù)�(jù)信息�固態(tài)電子器件。簡稱半�(dǎo)�存儲(chǔ)�。它由大量相同的存儲(chǔ)單元和輸入、輸出電路等�(gòu)��

簡介

    半導(dǎo)體集成存�(chǔ)�

    semiconductormemory

    每�(gè)存儲(chǔ)單元有兩�(gè)不同的表征態(tài)� 0 ”和�1”,用以存儲(chǔ)不同的信� 。半�(dǎo)體存�(chǔ)器是�(gòu)成計(jì)算機(jī)的重要部�。同磁性存�(chǔ)器相�,半�(dǎo)體存�(chǔ)器具有存取速度快、存�(chǔ)容量�、體積小等優(yōu)�(diǎn),并且存�(chǔ)單元陣列和主要外圍邏輯電路兼�,可制作在同一芯片�,使輸入輸出接口大為簡化。因此,在計(jì)算機(jī)高速存�(chǔ)方面,半�(dǎo)體存�(chǔ)器已全部替代過去的磁性存�(chǔ)器�

主要�(yōu)�(diǎn)

    這種存儲(chǔ)器的主要�(yōu)�(diǎn)是:

    ①存�(chǔ)單元陣列和主要外圍邏輯電路制作在同一�(gè)硅芯片上,輸出和輸入電平可以做到同片外的電路兼容和匹�。這可使計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制與存�(chǔ)兩大部分之間的接口大為簡��

    ②數(shù)�(jù)的存入和讀取速度比磁性存�(chǔ)器約快三�(gè)�(shù)量級,可大大提高計(jì)算機(jī)�(yùn)算速度;

    ③利用大容量半導(dǎo)體存�(chǔ)器使存儲(chǔ)體的體積和成本大大縮小和下降。因�,在�(jì)算機(jī)高速存�(chǔ)方面,半�(dǎo)體存�(chǔ)器已全部替代了過去的磁性存�(chǔ)�。用作大�(guī)模集成電路的半導(dǎo)體存�(chǔ)�,�1970年前后開始生�(chǎn)�1千位�(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。隨著工藝技�(shù)的改�(jìn),到1984年這類�(chǎn)品已�(dá)到每�1兆位的存�(chǔ)容量�

分類

    按功能的不同,半�(dǎo)體存�(chǔ)器可分為隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和串行存儲(chǔ)器三大類。隨著半�(dǎo)體集成電路工藝技�(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體存�(chǔ)器容量增長非?�?,單片存�(chǔ)容量已�(jìn)入兆位級水平,如16兆動(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)已商品化,64��256兆DRAM在研制中�

    隨機(jī)存儲(chǔ)�

    對于任意一�(gè)地址,以相同速度高速地、隨�(jī)地讀出和寫入�(shù)�(jù)的存�(chǔ)器(寫入速度和讀出速度可以不同�。存�(chǔ)單元的內(nèi)部結(jié)�(gòu)一般是組成二維方矩陣形式,即一位一�(gè)地址的形�(�64k×1�)。但有時(shí)也有編排成便于多位輸出的形式(如8k×8位)。隨�(jī)存儲(chǔ)器主要用于組成計(jì)算機(jī)主存�(chǔ)器等要求快速存�(chǔ)的系�(tǒng)�

    按工作方式不同,隨機(jī)存儲(chǔ)器又可分為靜�(tài)和動(dòng)�(tài)兩類。靜�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的單元電路是觸�(fā)�。可�(guī)定A或B 兩�(gè)晶體管中的一�(gè)�(dǎo)通時(shí),代表�1”或代表�0�。觸�(fā)器只要電源足夠高,�(dǎo)通狀�(tài)便不�(huì)改變。因�,存入每一單元的信�,如不“強(qiáng)迫”改�,只要有足夠高的電源電壓存在便不�(huì)改變,不需要任何刷新(見金�-氧化�-半導(dǎo)體靜�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)。這種存儲(chǔ)器的速度�,使用方便。動(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的單元由一�(gè)MOS電容和一�(gè) MOS晶體管構(gòu)�,數(shù)�(jù)以電荷形式存放在電容之中,一般以無電荷代表�0�,有電荷代表�1�,反之亦可。單元中的MOS晶體管是一�(gè)開關(guān),它控制存�(chǔ)電容器中電荷的存入和取出。通常,MOS電容及與其相�(lián)接的PN�(jié)有微弱的漏電,電荷隨�(shí)間而變少,直至漏完,存入的�(shù)�(jù)便會(huì)丟失。因此動(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器需要每�2�4毫秒對單元電路存�(chǔ)的信息重寫一�,這稱為刷新。這種存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是單元器件數(shù)量少,集成度�,應(yīng)用最為廣泛(見金�-氧化�-半導(dǎo)體動(dòng)�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)�

    只讀存儲(chǔ)�

    用來存儲(chǔ)長期固定的數(shù)�(jù)或信息,如各種函�(shù)�、字符和固定程序�。其單元只有一�(gè)二極管或三極管。一般規(guī)�,當(dāng)器件接通時(shí)為�1�,斷開�(shí)為�0�,反之亦可。若在設(shè)�(jì)只讀存儲(chǔ)器掩模版�(shí),就將�(shù)�(jù)編寫在掩模版圖形�,光刻時(shí)便轉(zhuǎn)移到硅芯片上。這樣制備成的稱為掩模只讀存儲(chǔ)�。這種存儲(chǔ)器裝成整�(jī)�,用戶只能讀取已存入的數(shù)�(jù),而不能再編寫�(shù)�(jù)。其�(yōu)�(diǎn)是適合于大量生產(chǎn)。但�,整�(jī)在調(diào)試階�,往往需要修改只讀存儲(chǔ)器的�(nèi)容,比較�(fèi)�(shí)、費(fèi)�,很不靈活(見半�(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器)�

    串行存儲(chǔ)�

    它的單元排列成一維結(jié)�(gòu),猶如磁帶。首尾部分的讀取時(shí)間相隔很�,因?yàn)橐错樞蛲ㄟ^整條磁帶。半�(dǎo)體串行存�(chǔ)器中單元也是一維排�,數(shù)�(jù)按每列順序讀�,如移位寄存器和電荷耦合存儲(chǔ)器等�

    按制造工藝技�(shù)的不�,半導(dǎo)體存�(chǔ)器可分成MOS型存�(chǔ)器和雙極型存�(chǔ)器兩��70年代以來,NMOS電路(見N溝道金屬-氧化�-半導(dǎo)體集成電路)� CMOS電路 (見互�(bǔ)金屬-氧化�-半導(dǎo)體集成電�)�(fā)展最�,用這兩者都可做成極高集成度的各種半�(dǎo)體集成存�(chǔ)�。砷化鎵半導(dǎo)體存�(chǔ)器如1024位靜�(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的讀取時(shí)間已�(dá)2毫秒,預(yù)�(jì)在超高速領(lǐng)�?qū)⒂兴l(fā)��

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