电力ppt

+20V
10ms +20V 10ms
Wi（字线）
D1
0V
T2
Gc
S1
T1
（ 位 线 Bj ）
此时浮置栅上的存储电荷 将通过隧道区放电，使Flotox管 的开启电压降为0V左右，即为 低开启电压管。读出时Gc上加 +3V电压， Flotox管为导通状态。 故“写入”是存储单元存0。
7-9
7.2
只读存储器（ROM）
掩模ROM是采用掩模工艺制成的，其中存储的数据是由制作 过程中使用的掩模板决定的。这种掩模板是按照用户的要求而专 门设计的。因此掩模ROM存储单元中的内容在出厂时已被完全固 定下来（称“固化”），使用时不能变动，是固定 ROM 。
7.2.2
可编程只读存储器（PROM）
未画出 写入数 据时漏 极和控 制栅极 的电路
0有 效
读出
7-15
7.2
二、E2PROM
只读存储器（ROM）
在E2PROM的存储单元中采用浮栅隧道氧化层MOS管（Flotox管）。
S
Gf Gc
D
S i O2 Gc
D
N+ P
N+
Gf
S
隧道区 Flotox管的结构和符号
Flotox管与SIMOS管类 似，但Flotox管的Gf与D区之 间有一个氧化层极薄（厚度 在2×10–8m）以下的区域， 称隧道区。当隧道区的电场 强度＞107V/cm，在D区和Gf 间出现导电隧道，电子可双 向流过，形成电流，称此现 象为隧道效应。
当用紫外线或X射线照射FAMOS管的栅极氧化层时，SiO2层中 会产生电子﹣空穴对，为浮置栅上的电荷提供泄放通道，使之放电。 放电完毕后，栅极上的注入电荷消失，则D﹣S间的导电沟道也随 之消失，FAMOS管恢复为截止状态。此过程为擦除。擦除时间约 需20～30分钟。
7-13
7.2
控制栅Gc
只读存储器（ROM）
+5V
Wi（字线）
只读存储器（ROM）
2. E2PROM存储单元的擦除 （写1）状态
+20V 10ms 0V
1. E2PROM存储单元的读出状态
导通
D1
T2
Wi（字线）
+20V 10ms Gc S1 D1 T1 T2 （ 位 线 Bj ）
+3V
Gc
S1
T1
（ 位 线 Bj ）
此时若Flotox管的浮置栅 上未充负电荷，则T1导通，在 位线Bj上读出0（低电平）； 若Flotox管的浮置栅上充有负 电荷，则T1截止，Bj 上读出1 （高电平）。
只读存储器（ROM）
+VDD
采用N沟道增强型MOS 管作为存储单元：
A1A0 A1 A0 地
W3 W2
W1
址
译 码 器
A 1 A 0 A A 0 1
A A 1 0
字线与位线的交 叉点上接有 MOS 管时相当于存储 “1”，未接 MOS 管时相当于存储 “0”。
地址 数据 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0
W1
(A A 0 ) 1
W2 W1
D1
( A A ) 1 0
W0
D1 (A A0 ) (A1 A0 ) 1
地址 数据 D3 D2 D1 D0 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 0 地址译码器相当于“或”门，输出是和字线 W0 ～ W3相对应的四个最大项，本电路中， 0 1 0 1 0 1 字线是低电平有效。 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 交叉点处接有二极管时存0 ，未接时存1 。
W2 W1 D 2 = W2 + W 1 D2
d3
d2
d1
d0
W3 W2
A1 A0
W1
W0
字线
存储矩阵
字线和位线的每个交叉点都是一个存储 单元。交叉点处接有二极管时相当于存1，未 接时等于存0。交叉点的数目即存储单元数。
地址 数据 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0
对Gf上未注入电荷的SIMOS管，若在Gc上加正常的高电平能使D﹣S间 形成导电沟道而导通。反之若Gf上已注入负电荷，则必须在Gc上加更高电压 才能抵消注入电荷的影响而形成导电沟道，所以Gc加正常高电平不会导通。
7-14
7.2
只读存储器（ROM）
选行
使用 SIMOS管 的2561位 EPROM
选列
ROM （Read﹣Only Memory）在正常工作状态下只能从中读 取数据，不能快速地随时修改或重新写入数据。优点：电路结构简 单且断电后数据不会丢失。缺点：只适用于存储固定数据的场合。
7-2
7.1
概述
根据存储单元电路结构和工作原理的不同，ROM又分为掩模 ROM、可编程ROM（PROM）、可擦除的可编程ROM （EPROM）、电擦除的可编程ROM（ E2PROM）、快闪存储器 （Flash Memory ）。掩模ROM中的数据在制作时已经确定，无 法更改。PROM中的数据可由用户根据自己的需要写入，但一经 写入就不能再修改。EPROM中的数据可由用户根据自己的需要写 入，且还能擦除重写，故使用起来更灵活。 RAM （Random Access Memory）在正常工作状态下就可以 随时向存储器里写入数据或从中读出数据。根据所采用的存储单元 工作原理的不同，又将RAM分为静态存储器（Static Random Access Memory，简称 SRAM ）和动态存储器（Dynamic Random Access Memory，简称 DRAM ）。DRAM结构简单、故 集成度高，但存取速度没有SRAM快。
加到隧道区上的电压是通过控制栅Gc和漏极D之间的电压在Gf﹣D之 间的电容和Gf﹣Gc之间的电容分压得到的。为使加到隧道区的电压尽量 大，需要尽可能减少Gf﹣D之间的电容，因而要求把隧道区的面积作得非 常小。所以在制作Flotox管时对隧道区氧化层的厚度、面积和耐压的要求 7-16 都很严格。
7.2
7.3、7.5、7.6 、7.7、7.9、 7.14
7-1
7.1
概述
半导体存储器是一种能存储大量二值信息或二值数据的半导 体器件。存储容量和存取速度是衡量存储器性能的重要指标。 按存、取功能分 ROM——只读存储器 RAM——随机存储器
半导体
存储器
按存储单元的电路 结构和工作原理分 按制造工艺分
掩模ROM、PROM、EPROM、 E2PROM、快闪存储器 SRAM、DRAM 双极型 MOS型
字线 （选择线）
地址线
地址译码器相当于“与”门， 输出是和字线W0 ～ W3相对 应的四个最小项，本电路中， 字线是高电平有效。
7.2
▽
只读存储器（ROM）
D2
▽
▽
▽
位 线
地 址 译 码 器 A1A
A 1 A 0 A A 0 1 A A 1 0
0
D3D1D0EN存储矩阵相当于4 个“或”门，如： EN=0，三态门打开
字线
存储矩阵
存储器的存储容量通常用存储单元数表示，并 写成“字数×位数”的形式。本例ROM的容 量为“4×4”。显然n 位地址则字数为 2n 。
地址 数据 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0
7-7
7.2
PROM 的结构 原理图
写入时输出 为低电平、 低内阻，有 较大脉冲电 流流过熔丝
写入时需要将 V CC 和选中的字 线提高到编程 所要求的高电 平，同时在编 程单元的位线 上加入编程脉 冲（幅度约20V， 持续约十几微 秒 ） 。
7-11
7.2
7.2.3
有三种EPROM：
只读存储器（ROM）
可擦除的可编程只读存储器（EPROM）
可编程只读存储器PROM ，出厂时已经在存储矩阵的全部交 叉点上接了存储元件，即相当于所有存储单元都存入 “1”，用户 可根据需要将某些单元改写为 “0”，但只能改写一次。
VCC
字 线
熔丝
若将熔丝烧断，则 该存储单元变成“0”。 显然，熔丝一旦烧断后 不能再恢复。
7-10
位线
7.2
只读存储器（ROM）
此时经Gc﹣Gf间电容和Gf﹣D间 电容分压在隧道区产生强电场，吸 引漏区的电子通过隧道区而注入浮 置栅。浮置栅注入负电荷后使 Flotox管的开启电压提高到7V以上。 而读出时Gc上+3V的电压不会使它 导通。故“擦除”是存储单元存入1。 7-17
7.2
只读存储器（ROM）
3. E2PROM存储单元的写入（写0）状态
P+
N
P+
S
FAMOS管的结构和符号
FAMOS管本身是一 个P沟道增强型MOS管， 但栅极“浮置”在SiO2 层内，与其它部分均不 相连，处于完全绝缘状 7-12 态。
7.2
只读存储器（ROM）
在D、S间加上远高于正 浮置栅 S D SiO 2 常工作电压的负电压，使D D 和衬底间的PN结发生雪崩击 P+ P+ 穿，则从D的P+区向外高速 射出的电子穿过SiO2层被浮 N S 置栅俘获而形成栅极存储电 FAMOS管的结构和符号 荷。此即雪崩注入。D、S间 的高电压去掉后，该注入电荷无放电通道，因此可长久保存。而且 注入电荷足够多时，D﹣S间形成导电沟道、FAMOS导通。
浮置栅Gf D SO
i
目前多使用叠栅注入MOS管（SIMOS管） 制作EPROM的存储单元。 S D
2
N+