半导体存储器-数字电路(1)
数字集成电路考试 知识点
数字集成电路考试知识点一、数字逻辑基础。
1. 数制与编码。
- 二进制、十进制、十六进制的相互转换。
例如，将十进制数转换为二进制数可以使用除2取余法；将二进制数转换为十六进制数，可以每4位二进制数转换为1位十六进制数。
- 常用编码，如BCD码（8421码、余3码等）。
BCD码是用4位二进制数来表示1位十进制数，8421码是一种有权码，各位的权值分别为8、4、2、1。
2. 逻辑代数基础。
- 基本逻辑运算（与、或、非）及其符号表示、真值表和逻辑表达式。
例如，与运算只有当所有输入为1时，输出才为1；或运算只要有一个输入为1，输出就为1；非运算则是输入和输出相反。
- 复合逻辑运算（与非、或非、异或、同或）。
异或运算的特点是当两个输入不同时输出为1，相同时输出为0；同或则相反。
- 逻辑代数的基本定理和规则，如代入规则、反演规则、对偶规则。
利用这些规则可以对逻辑表达式进行化简和变换。
- 逻辑函数的化简，包括公式化简法和卡诺图化简法。
卡诺图化简法是将逻辑函数以最小项的形式表示在卡诺图上，通过合并相邻的最小项来化简逻辑函数。
二、门电路。
1. 基本门电路。
- 与门、或门、非门的电路结构（以CMOS和TTL电路为例）、电气特性（如输入输出电平、噪声容限等）。
CMOS门电路具有功耗低、集成度高的优点；TTL门电路速度较快。
- 门电路的传输延迟时间，它反映了门电路的工作速度，从输入信号变化到输出信号稳定所需要的时间。
2. 复合门电路。
- 与非门、或非门、异或门等复合门电路的逻辑功能和实现方式。
这些复合门电路可以由基本门电路组合而成，也有专门的集成电路芯片实现其功能。
三、组合逻辑电路。
1. 组合逻辑电路的分析与设计。
- 组合逻辑电路的分析方法：根据给定的逻辑电路写出逻辑表达式，化简表达式，列出真值表，分析逻辑功能。
- 组合逻辑电路的设计方法：根据逻辑功能要求列出真值表，写出逻辑表达式，化简表达式，画出逻辑电路图。
2. 常用组合逻辑电路。
数字电路各章的重点、难点和教学要求
一、各章的重点、难点和教学要求（这里所的难点内容中的难点，不包括非重点内容中的难点。
）第一章逻辑代数基础逻辑代数是本书中分析和和设计数字逻辑电路时使用的主要数学工具，所以把它安排在第一章。
本章重点内容有：1、逻辑代数的基本公式和常用公式：2、逻辑代数的基本定理；3、逻辑函数的各种表示方法及相互转换；4、逻辑函数的化简方法；5、约束项、任意项、无关项的概念以及无关项在化简逻辑函数中的应用。
“最小项”和“任何一个逻辑函数式都可以化为最小项之和形式”是两个非常重要的概念，在逻辑函数的化简和变换中经常用到。
而“最大项”用得很少，不是本章的重点内容。
第一章里没有太难掌握的内容。
稍微难理解一点的是约束项、任意项、无关项这几个概念。
建议讲授过程中多举几个例子，这样可加深对这几个概念的理解。
第二章门电路虽然这章讨论的只是门电路铁外特性，但无论集成电路内部电路多么复杂，只要它们和这一章所讲的门电路具有相同的输入、输出电路结构，则这里对输入、输出特性的分析对它们也同样适同。
因此，这一章是全书对电路进行分析的基础。
本章的重点内容包括以下三个方面：1、半导体二极管三极管（包括双极型和MOS型）开关装态下的等效电路和外特性；2、TTL电路的外特性及其应用；3、CMOS电路的外特性及应用。
为了正确理解和运用这些外特性，需要了解TTL电路和CMOS电路的输入电路和输出电路结构及它们的工作原理。
内部的电路结构不是重点内容。
鉴于CMOS电路在数字集成电路中所占的比重已远远超过了TTL电路，建议在讲授时适当加大C MOS电路的比重，并相应压缩TTL电路的内容。
其他类型的双极型数字集成电路属于扩展知识面的内容。
第2.8节两种集成电路的接口问题可以作为学生自学时的阅读材料。
TTL电路的外特性是本章的一个难点，同时也是一个重点。
尤其是输入端采用多发射极三极管结构时，对输入特性的全面分析比较复杂。
从实用的角度出发，只要弄清输入为高/低时输入电流的实际方向和数值的近似计算就可以了。
半导体存储器分类
半导体存储器一．存储器简介存储器（Memory）是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。
在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
存储器件是计算机系统的重要组成部分，现代计算机的内存储器多采用半导体存储器。
存储器（Memory）计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。
计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
自世界上第一台计算机问世以来，计算机的存储器件也在不断的发展更新，从一开始的汞延迟线，磁带，磁鼓，磁芯，到现在的半导体存储器，磁盘，光盘，纳米存储等，无不体现着科学技术的快速发展。
存储器的主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。
这些器件也称为记忆元件。
在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。
记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。
日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。
计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。
储器的存储介质，存储元，它可存储一个二进制代码。
由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。
一个存储器包含许多存储单元，每个存储单元可存放一个字节（按字节编址）。
每个存储单元的位置都有一个编号，即地址，一般用十六进制表示。
一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。
假设一个存储器的地址码由20位二进制数（即5位十六进制数）组成，则可表示2的20次方，即1M个存储单元地址。
数字电路 题库(2011.3.13)(1)
数字电子技术试题汇编成都理工大学工程技术学院电子技术基础教研室第一章数制一、填空题1、(00101101)2 = ( )10 = ( )8421BCD。
2、(127)D=( )B=( )O =( )H=( )8421BCD3、(37) 10= ( ) 2 = ( )8 = ( )164、(101001)8421BCD = ( )D = ( )B5、（107）16= ( ) 2 = ( )8 = ( ) 8421BCD6、（467）8= ( )10 = ( )8421BCD。
7、（11011011.110）2=（）10=（）168、（216）10=（）2421BCD9、-36=（）原=（）反=（）补10、（1997）10= （）余3BCD= （）8421BCD11、格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，它能非常有效的减少过渡噪声，它特点是任意两个相邻的代码中有_______位二进制数位不同。
12、数字信号的特点是在_______上和_______上都是断续变化的，其高电平和低电平常用_______和_______来表示。
13、传输一个字节的信息，低七位为数据，最高位为奇校验码，其值应为__101101014、欲对100个对象进行二进制编码，则至少需要（）位二进制数。
15、一位二进制数只有2个数，四位二进制数有个数；为计64个数，需要位二进制数。
二、选择器1、用8421码表示的十进制数45，可以写成（）。
A．45 B. [101101]BCD C. [01000101]BCD D. [101101]22、数值[375]10与下列哪个数相等（）。
A．[111011101]2 B. [567]8 C. [11101110]BCD D. [1F5]163、八位二进制数能表示十进制数的最大值是（）。
A．255； B. 248； C. 192； D. 256。
4、在下列一组数中，数值相等的数是（）。
数字电子技术基础知识单选题100道(含答案)
数字电子技术基础知识单选题100道(含答案)一、数字逻辑基础1. 以下不属于数字信号特点的是（）。
A. 时间上离散B. 数值上离散C. 抗干扰能力强D. 信号幅度连续答案：D。
数字信号在时间和数值上都是离散的，且抗干扰能力强，而模拟信号幅度是连续的。
2. 十进制数15 对应的二进制数是（）。
A. 1111B. 1101C. 1011D. 1001答案：A。
15=8+4+2+1，对应的二进制为1111。
3. 二进制数1010 对应的十进制数是（）。
A. 8B. 9C. 10D. 11答案：C。
1010=2³+2¹=8+2=10。
4. 8421BCD 码1001 表示的十进制数是（）。
A. 9B. 11C. 13D. 15答案：A。
8421BCD 码中1001 对应9。
5. 逻辑函数的最小项之和表达式是（）。
A. 唯一的B. 不唯一的C. 有时唯一有时不唯一D. 不确定答案：A。
逻辑函数的最小项之和表达式是唯一的。
二、逻辑门电路6. 以下不属于基本逻辑门的是（）。
A. 与门B. 或门C. 非门D. 与非门答案：D。
与非门是由与门和非门组合而成，不属于基本逻辑门。
7. 三输入端与门的输出为0，当且仅当（）。
A. 三个输入全为0B. 三个输入全为1C. 至少一个输入为0D. 至少一个输入为1答案：A。
与门只有当所有输入都为1 时输出才为1，否则输出为0。
8. 三输入端或门的输出为1，当且仅当（）。
A. 三个输入全为0B. 三个输入全为1C. 至少一个输入为0D. 至少一个输入为1答案：D。
或门只要有一个输入为1 时输出就为1。
9. 非门的逻辑功能是（）。
A. 有0 出1，有1 出0B. 全0 出1，全1 出0C. 相同出0，不同出1D. 不同出0，相同出1答案：A。
非门对输入信号取反。
10. 与非门的逻辑功能是（）。
A. 有0 出1，全1 出0B. 全0 出1，有1 出0C. 相同出0，不同出1D. 不同出0，相同出1答案：A。
半导体存储器
第7章半导体存储器内容提要半导体存储器是存储二值信息的大规模集成电路，本章主要介绍了（1）顺序存取存储器（SAM）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）的工作原理。
（2）各种存储器的存储单元。
（3）半导体存储器的主要技术指标和存储容量扩展方法。
（4）半导体存储器芯片的应用。
教学基本要求掌握：（1）SAM、RAM和ROM的功能和使用方法。
（2）存储器的技术指标。
（3）用ROM实现组合逻辑电路。
理解SAM、RAM和ROM的工作原理。
了解：（1）动态CMOS反相器。
（2）动态CMOS移存单元。
（3）MOS静态及动态存储单元。
重点与难点本章重点：（1）SAM、RAM和ROM的功能。
（2）半导体存储器使用方法（存储用量的扩展）。
（3）用ROM 实现组合逻辑电路。
本章难点：动态CMOS 反相器、动态CMOS 移存单元及MOS 静态、动态存储单元的工作原理。
7.1■■■■■■■■■半导体存储器是存储二值信息的大规模集成电路，是现代数字系统的 重要组成部分。
半导体存储器分类如下：I 融+n 右西方性翼静态（SRAM ）（六管MO 白静态存储单元） 随机存取存储器〔^^'｛动态侬^1口3网又单管、三管动态则□吕存储单元） 一固定艮cmil 二极管、M 口号管） 可编程RDM （PROM ）［三极管中熠丝上可擦除可编程ROM （EPROM ）［叠层栅管、雪崩j1-电可擦除可编程良口财（EEPROM^【叠层栅管、隧道）按制造工艺分，有双极型和MOS 型两类。
双极型存储器具有工作速度快、功耗大、价格较高的特点。
MOS 型存储器具有集成度高、功耗小、工艺简单、价格低等特点。
按存取方式分，有顺序存取存储器（SAM ）、随机存取存储器（RAM ）和只读存储器（ROM ）三类。
（1）顺序存取存储器（简称SAM ）：对信息的存入（写）或取出（读）是按顺序进行的，即具有“先入先出”或“先入后出”的特点。
（2）随机存取存储器（简称RAM ）：可在任何时刻随机地对任意一个单元直接存取信息。
数电第3版9半导体存储器PPT优秀课件
9.1 概 述
主要要求：
了解半导体存储器的作用、类型与特点。
半导体存储器
一、半导体存储器的作用 存放二值数据
二、半导体存储器的类型与特点
只读存储器(ROM， 即Read-Only Memory)
随机存取存储器(RAM， 即Random Access Memory)
ROM 在工作时只能读出
上R4×OR可O存图M4用M二储中结P结极矩R构DO构管阵图3 M=图构Dm实成3D3 3现+或Dm任2门D22意阵D+1mD组列10D合0D逻D0 2辑=位字函m位线线2数线输+输。出信m出信1号信号号
D1 = m3 + m0
D0 = m3 + m2
半导体存储器
2. PROM 结构的习惯画法
与
A B C
ห้องสมุดไป่ตู้
半导体存储器
(3) 画出用 PROM 实现的逻辑图
A
1
地
B 1
C 1
址 译 码 器
&&&&&&&&
m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7
≥1
Y1
≥1
Y2
半导体存储器
9.3 随机存取存储器
主要要求：
了解 RAM 的类型、结构和工作原理。 了解 RAM 和 ROM 的异同。 了解集成 RAM 的使用。 了解 RAM 的扩展方法。
例R如AM计算既机能中读的自出检信程息序又、能初
信息而不能写入信息。它用于 存放固定不变的信息，断电后
写始化入程信序息便是。固它化用在于RO存M放中需的经。 常计 对算 计改机 算变接 机的通 硬信电 件源 系息后统，进，断行首自电先检运后和行其初它数始，
《数字电路》第01_04章在线测试答案
《数字电路》第01_04章在线测试答案《数字电路》第01章在线测试《数字电路》第01章在线测试剩余时间：59:54答题须知：1、本卷满分20分。
2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。
3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。
第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分）1、将下面的二进制数转换为等值的十进制数：（01101）2A、10B、13C、15D、172、逻辑函数的基本运算有与、或和A、与或B、非C、同或D、异或3、在一个函数中，将其中的与“·”换成或“+”，所有的或“+”换成与“·”；“0”换成“1”，“1”换成“0”；原变量换成反变量，反变量换成原变量。
这个规则称为A、反演规则B、代入规则C、摩根规则D、取消规则4、逻辑函数式通常指的是把逻辑函数的输入、输出关系写成()等的组合式。
A、异或B、最大项C、与、或、非D、同或5、将最小项各用一个小方格表示，并按一定规则(几何相邻的也逻辑相邻)排列，这样的图形称为A、逻辑图B、最小项C、最大项D、卡诺图第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分）1、数字逻辑中常用的数制有A、二进制B、八进制C、十进制D、十六进制E、五十进制F、一百进制2、逻辑函数的基本规则（定理）包括A、代入规则B、反演规则C、最小规则D、对偶规则E、最大规则3、卡诺图具有下面哪些特点A、每个方格内至少包含两个最小项B、几何相邻的最小项，逻辑上也相邻C、几何相邻的情况包括相接(紧挨着)D、是上下、左右均闭合的图形E、几何相邻的情况包括相对(任一行或任一列的两头)4、画卡诺图时遵循的原则包括A、圈内的1格数必须是2的k次方(2，4，8，16等)B、相邻1格包括：上下底、左右边、四角C、圈越大越好（圈尽可能少）D、同一个1格可被不同圈包围，但新增圈中要包含新的1格E、必须要把1格圈完5、数字电路中，逻辑函数常用的两种化简方法有A、加减消去法B、公式法化简C、乘除消去法D、卡诺图法化简E、微变等效电路法第三题、判断题（每题1分，5道题共5分）1、16进制的基数为16正确错误2、在数字电路中，主要研究的是电路的输入与输出之间的逻辑关系，因此数字电路又称逻辑电路，其研究工具是逻辑代数。
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用MOS工艺制 造的ROM的存储 矩阵如图： 二、可编程只读存 储器PROM
产品出厂
时存的全是1， 用户可一次性
写入，即把某 些1改为0。但
或非门
不能多次擦除。
存储单元多采用熔丝－－低熔 点金属或多晶硅。写入时设法在 熔丝上通入较大的电流将熔丝烧 断。
编程 时VCC 和字
线电
压提
高 编辑课件ppt
Flash Memory
(Random Access Memory)
静态存储器SRAM
(Static RAM) 动态存储器DRAM (Dynamic RAM)
快闪存储器
还可以按制造工艺 分为双极型和MOS
主要指标：存储容量、存取速度。 型两种。
存储容量:用字数×位数表示，也可只用位数表示。如，某
动态存储器的容量为109位/片。编辑课件ppt
地址译码器：根据地址输入，在存储矩阵中选出指定的字对
应的单元，把数据送往输出缓冲器。
输出缓冲器：增加带负载能力；同时提供三态控制，以便和
系统的总线相连。
编辑课件ppt
3
2.工作原理 按组合电路进行分析。 存储矩阵是四个二极管或门；
当EN=0时，Di Di 。
D3 = W1+W3 = A1A0+A1A0=A0 D2= W1= A1+A0
编辑课件ppt
11
•存储单元的工作原理：
1.读出：源极接地，字线为5V逻辑高 电平。
2.写入利用雪崩注入法。源极接地； 漏极接6V；控制栅12V脉冲，宽10
s。
3.擦除用隧道效应。控制栅接地； 源极接12V脉冲，宽为100ms。 因为片内所有叠栅管的源极都连 在一起，所以一个脉冲就可擦除 全部单元。
编辑课件ppt
8
这是一种双译码方式， 行地址译码器和列地 址译码器共同选中一 个单元。每个字只有
一位。
（二）电可擦除 EPROM(EEPROM或E2ROM)
用紫外线擦除操作复杂， 速度很慢。必须寻找新的存 储器件，使得可以用电信号 进行擦除。
使用浮栅隧道氧化层MOS
管Flotox(Floating gate
第七章 半导体存储器
第一节 概述
存储器：存储大量二值信息（或称为二值数据）的半导体器件。 用途：在计算机或数字系统中存储数据。
与寄存器的区别：以字为单位存取，每字包含若干位。各个字 的相同位通过同一引脚与外界联系。每个字分配一个地址，因此内 部有地址译码器。
地
数
存储器
址
据
编辑课件ppt
1
分类：
掩模ROM
5V
0V 12V
10s
6V
0V 12V
100ms
快闪存储器特点：集成度高，容量大，成本低，使用
方便。已有64兆位产品问世。编辑很课件有pp发t 展前途。
12
第三节 随机存储器（RAM）
特点：RAM在工作时可随时对任意指定单元进行读或写操作。 使用方便、灵活。但切断电源后，所存信息就会丢失。
编辑擦课件除p（pt 写1）
写入（写0）
10Βιβλιοθήκη EEPROM的缺点：擦写需要高电压脉冲；擦写时间长；存储单 元需两只MOS管。
快闪存储器就是针对 此缺点研制的。
（三）快闪存储器(Flash Memory）
采用新型隧道氧化 层MOS管。 •该管特点：
1.隧道层在源区；
2.隧道层更薄－－10～15nm。在控制栅和源极间加12V电 压即可使隧道导通。
构造： 用N沟道管；增加控制栅。
SIMOS管原来可导通， 开启电压约为2V。
注入电荷：在DS间加高电压，同时在控制栅加25V、 50mS宽的脉冲。由于控制栅上有电压，所以需要的漏源电压 相对较小。注入电荷后其开启电压达7V，不能正常导通。
存储单元如下页图。256字X1位。已注入电荷的
SIMOS管存入的是1。
浮栅上电荷可长期保存－－在125℃环 境温度下，70%的电荷能保存10年以上。
擦除：用紫外线或X射线擦除。需20~30分钟。 存储单元如图。 缺点：需要两个MOS管；编编辑程课件电ppt压偏高；P沟道管的开关速7 度低。
2.使用叠栅注入MOS管SIMOS (Stacked-gate Injuction MOS)
紫外线擦除
只读存储器 ROM
可编程ROM（PROM）
(Programmable
(Read- Only ROM)
Memory) 按 功 只能读出不能
可擦除可编程ROM （EPROM）
能 写入,断电不失 (Erasable PROM)
随机存储器 RAM
电可擦除
UVEPROM
(Ultra-Violet)
EEPROM (Electrically)
2
存取速度：用完成一次存取所需的时间表示。高速存储器 的存取时间仅有10ns左右。 第二节 只读存储器ROM 一、掩模只读存储器
又称为固定ROM。工厂 按用户要求生产出来后， 用户不能改动。
1.ROM的构成
存储矩阵：由若干存储 单元排列成矩阵形式。
储存单元：可由二极管、双极性三极管或MOS管构成。
Tunnel Oxide)
编辑课件ppt
9
特点：浮栅与漏区间的氧
GC
化物层极薄（20纳米以下）， 称为隧道区。当隧道区电场大
Gf
于107V/cm时隧道区双向导通。
漏极
当隧道区的等效电容极
小时，加在控制栅和漏极间
的电压大部分降在隧道区，
有利于隧道区导通。 存储单元：
擦除和写入均利 用隧道效应
读出
10ms
D1= D3 = A0 D0 = W1+ W0 = A1
真值表：
真值表与存 储单元有一 一对应关系
A1 0 0 1 1
A0 0 1 0 1
D3 0 1 0 1
D2 1 0 1 1
D1 0
1
0
1 编辑课件ppt
D0 1 1 0 0
字线
二－四线 译码器
A1,A0的 四个最小 项
D3 D2 D1 D0
位线
是最早出现的EPROM。通常说的 EPROM就是指这种。
1.使用浮栅雪崩注入MOS管 （Floating-gate Avalanche-Injuction MOS，简称FAMOS管。）
写入：管子原来不导通。在漏源之间加上较 高电压后（如-20V），漏极PN结雪崩击穿， 部分高速电子积累在浮栅上，使MOS管导通。
5
16字×8位的PROM
十
六
条
读出时，读出放
字
大器AR工作，写入
线
放大器AW不工作。
八
写入时，在位线
条
输入编程脉冲使写
位
入放大器工作，且
线
输出低电平，同时
相应的字线和VCC提 高到编程电平，将
对应的熔丝烧断。
20V
编程脉冲
缺点：不能重复擦除。
十几微秒
编辑课件ppt
6
三、可擦除的可编程只读存储器 （EPROM） （一）紫外线擦除的只读存储器 （UVEPROM）