Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Устройство управления определяет режим работы схемы ОЗУ. По сигналу Сб разрешаются или запрещаются операции залзиси и считывания. Сигнал Со' позволяет выбрать требуемую микросхему памяти в ЗУ, состоящем нз ряда микросхем, Подача сигнала на вход ИзР~ЯР при наличии сигнала С6=-О выбора микросхемы позволяет выбрать режим записи, если Иу)сзз)77)=О, или считывания, если ИМЕЮ= 1. а) О П~ Запись Запись Сизсзыиаиис 1 О Рис.
(К.П схима запомииамилси аисйки иа и-каим:ьпмх МОП траизиссарах (а) и срафимз сс работы (б) Лекция 17. Ци ровые запоминающие уст ойства Данные, подлежащие записи, поступают на вход Ш, а данные, подлежащие ;:,:.,: чтению, снимаются с выхода 110. Устройства записи и считывания обеспечивают прием и выдачу сигналов информации с уровнями„согласующимися с серийными цифровыми микросхемами По режиму питания статические ОЗУ можно разделить на группы с активным и активно-пассивным режимами питания.
При активном режиме питания накопи- '~,, тель и схема управления потребляют практически одинаковую мощность при всех операциях: записи, считывания и хранения информации. При активно-пассивном режиме питания некоторые узлы переходят в режим мало~о потребления или полношью отключаются, если микросхема находится в режиме хранения информации. В результате при хранении информации потребляемая микросхемой мощность уменьшается. При переходе в режим записи или считывания напряжения и токи питания восстанавливаются до номинальных значений. Использование ак- тнвно-пассивного режима питания в несколько раз уменьшает среднюю мош ность.
потребляемую микросхемой. По этой причине большинство микросхем ОЗУ используют такой режим. Динамические ОЗУ. Для увеличения информационной емкости широко используются динамические ОЗУ, в которых информация хранится в виде заряда соответствующих емкостей. При токе утечки обратно смещенного р-л-перехода около 10 '"А и емкости хранения 0,1пФ время хранения не превышает 1мс. :> Всвязи с этим необходимо восстановление (регенерация)хранимой информации м1 .',:-'. слериодом не более 1мс. Емкостные ячейки памяти выполняются или на би- полярных, или на МОП транзисторах. Для динамических ОЗУ характерны некоторые особенности, которые суще- ::„:.:: огненно отличают их от статических: динамические ЗЯ не требуют источника к'', 'питания; для выполнения регенерации заряда необходимы соответствующие бло :,'.:,",.
ки; малая потребляемая мощность; для управления динамическим ОЗУ необходи,:;:!':. мы последовательности импульсов., которые обычно формируются специальными генераторами По способу регенерации микросхемы динамических ОЗУ делятся на адресные .и бюшгресные. При адресной регенерации производится перебор регенерируемых .ячеек с тем, чтобы за период регенерации восстановить заряды во всех ячейках. ~:,!'. При безадресной регенерации заряды восстанавливаются во всех ячейках при по- еЬ!~~ '= мощи специальных тактовых импульсов. Отличительной особенностью микросхем динамических ОЗУ является их адресация.
Схемы динамических ОЗУ отличаются от схем статических ОЗУ исполь!:=",:, зованием последовательной адресации. Вначале на адресный вход подается строб адреса строки ВАо, а затем строб адреса столбца Сло. Для этих стробов имеются специальные выводы микросхемы, которые показаны на структурной схеме рис.
17.1. Адресные сигналы поступают в регистры-фиксаторы, а затем на дешифраторы адресов Устройство типовой ячейки памяти динамического ОЗУ приведено на рис.17.5. Хранение информации происходит в емкости Са; (затвор — исток) волевого транзистора, а транзистор 1'Т1 выполняет роль ключа выборки. Со хранносгь информации при выборке и хранении обеспечивается при помощи Ргпдся 3.
Цифровыо ик.сграяьнью микросхемы Подготовка о с Ляаяых ияк1к саек Ряс. 17.6 Сзрукгуряая скеиа оосгояяягяо ыяоиояак оыго усяройс;яа ГТ1 усил1ителя-регенератора. Режим храпения обеспечивается периодичеСс, ской регенерацией заряда емкосп1 .,„: Аярегяыя Сд, с частотой около сотни 1.ер11 1 В процессе регенерации уменьшещ1с заряда ца емкости Сс, компенсируется усилителем ре1 ецератором. Динамические ОЗУ имеют маРюряяяая лую поп ребляемую моп1ность 150,500мВт) при увели гении информационной емкости по сравпеРяе 1Х5 Заооияяающая ячейка нию со статическим ОЗУ почки на яяяаия кскою ОЗУ порядок. Это объясняется тем, что для хранения информации по гги не потребляется знергия.
и все структуры работают в импульсном уключсвом) режиме. Постоянные запоминающие устройства. Микросхемы ПЗУ можно разделить ла две группы: однократно программируемые и перепрограммируемые. В первом . 1ипе ПЗУ информация после записи меняться не может„и микросхема работает только в режиме считывания. Структурная схема ПЗУ приведена на рис. 17.6.
От схемы ОЗУ„приведенной на рис. 17.1, зта схема отличается отсутствием устроиства записи и линий, которые его обслуживают. Кроме того, изменяется выполнение накопителя (матрицы памяти). В настоящее время находят применение два типа накопителей ПЗУ: масочные и программируемые. Лсю1ия 17. Ци овмс запомвнающис св оишвв Рис.!7 7.
Схема ячейки ПЗУ с пяавкими исрсммчками В масочных ПЗУ (МПЗУ) накопитель программируется на стадии изготовления, когда информация, записываемая в него, определяется построением одного из слоев схемы при помощи специального фотошаблона. В программируемых ПЗУ (ППЗУ) накопитель выполняют на базе ЗЯ с плавкими перемычками; их упрощешсая схема приведена па рис. 17.7. При программировании эти плавюсе перемычки псрежигают с помощью специального программирующего устройства. Сами плавкие перемычки изготовляют из пихрома или других тугоплавких материалов и защищают специальным диэлектриком, обеспечивающим надежность в условиях повышенной влажности.
Процесс записи информации в схему представляет собой избирательное разрушение плавких перемычек током, обеспечиваемым устройством программирования. На рис. 17.7 плавкие перемычки ПП показаны в виде предохранителей, включенных в эмизтеры многоэмиттерных транзисторов Р7;.. РТ„. Программируемые элемеьпы включены между эмиттерами транзисторов матриц и разрядными шинами. Нали.ие перемычки соответствует логическому 0 на выходе усилителя считывания. а отсутствие перемычки — логической единице.
Пережигание перемычек в режиме программирования выполняется серией импульсов по специальной программе. Для повышения надежности работы ПЗУ методика программирования предусматривает подачу серии 40 .. 100 импульсов после фиксации момента пережигапия перемычки, а также обязательную термотренировку запрограммированного ПЗУ лри определенной температуре (около 100'С) в заданном электрическом режиме, Репрогралаиируемые ПЗУ (РПЗУ). Репрограммнруемые ПЗУ делятся на две группьг 1) с электрическим программированием и ультрафиолетовым стиранием ЕРКОМ; 2) с электрическим программированием и электрическим стиранием ЕЕРКОМ. К последней группе также относятся РИЗУ с избирательным стиранием ЕАКОМ.
Запоминающие ячейки РПЗУ строятся на л-МОП или КМОП транзисторах. Для Р70 11„ посгроения ЗЯ используются различные физические явления хранения заряда на . границе меясду двумя различными диэлектрическими средами или проводящеи и ПП„ диэлектрической срелой. и, В гервом случае диэлектрик под зат- у, вором МОП транзистора делают из двух слоев; из нитрида кремния и двуокиси . кремния, Такая структура называется Ъ'Т„ МНОП: металл -- нитрид кремния — -оки- (7, сел -- полупроводник. В такой структуре Х„ ПП„ при высоком напряжении на затворе (около ЗОВ) происходит туннельное перемещение носителей заряда через слой двуокиси кремния, который делается очень тонким О.. л (до 10нм), к границе двух диэлектриков, вблизи которой имеется много ловушек Раздел 3, Ци вые иитег альные микросхемы Питание Органиаадн иамягн Выхол данных Вход данных Выбор микросхем Свнхросигнал Рис.!7 Х Сгрукхурная схема ПЗУ с алектринеским дрограммироааиием для носителей заряда.
В результате внутри МОП структуры образуется некоторый, к( заряженный слой, который приводит к изменению порогового напряжения МОП транзистора. При постоянном напряжении на затворе в режиме считывания информации это приводит к изменению тока считывания. Во втором случае затвор МОП транзистора делают плавающим, т. е. не связанным с другими элементами схемы. Такой затвор заряжается током лавинной З инжекции при подаче на сток транзистора высокого напряжения (также около ЗОВ).
В результате плавающий затвор начинает влиять на ток стока, что и используегся при считывании информации. Такие РПЗУ обычно называют выпол- ' ненными по структуре ЛИПЗ (лавинно-инжекционные с плавающим затвором).. Поскольку затвор транзистора со всех сгорон окружен изолирующим слоем, .',:. 4 ток утечки очень мал и хранение информации достаточно длительное (десятки,' ( лет). Для стирания информации в таких приборах пользуются облучением кристалла через специальное прозрачное окно в корпусе микросхемы ультрафиолетовым светом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
