電子技術(shù)基礎(chǔ) 課件 數(shù)電 18.3 只讀存儲器

18.3只讀存儲器8.3只讀存儲器18.3.1ROM的結(jié)構(gòu)與原理PROM是一種可編程邏輯器件，它的地址譯碼器是一個固定的“與”陣列，它的“存儲矩陣”是一個可編程的“或”陣列。一個8

3PROM的陣列圖全譯碼陣列，n

輸入變量有2n個地址譯碼與門，對應(yīng)2n根字線一組或門，輸入端是位線，字線與位線的2n個交叉點都是可編程接點與陣列：或陣列：18.3只讀存儲器PROM的簡化陣列圖用一個譯碼器框代替固定的“與”陣列，得PROM的簡化陣列圖

18.3只讀存儲器18.3.2PROM的可編程節(jié)點1.PROM一次性編程結(jié)構(gòu)用MOS管ROM的結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)某地址輸入的字線為高電平時，該字線上所有的MOS管導(dǎo)通，有MOS管的連接點相當(dāng)于存入數(shù)據(jù)“1”，沒有MOS管對應(yīng)連接點當(dāng)于存入數(shù)據(jù)“0”

18.3只讀存儲器熔絲結(jié)構(gòu)PROM編程單元

出廠時PROM的所有熔絲是連通的，即全部存儲單元都存儲了“1”。若要將某些單元改寫為“0”，只要給這些單元通過足夠大的電流，將其熔絲燒斷即可。這樣，用戶就可根據(jù)需要通過編程改寫PROM中的存儲內(nèi)容。

可編程節(jié)點由一個MOS管和串接在漏極的熔絲組成18.3只讀存儲器2.EPROM可擦除編程結(jié)構(gòu)EPROM在每一個交叉點采用一個疊柵注入式SIMOS管結(jié)構(gòu)和符號18.3只讀存儲器結(jié)構(gòu)和符號

它有兩個重疊的柵極，控制柵G2用于控制數(shù)據(jù)的寫入和讀出，浮置柵G1位于控制柵下方，懸浮在絕緣層內(nèi)且沒有引出線。G1不帶電荷時，SIMOS相當(dāng)一個普通的MOS管，控制柵G2加入高電平時SIMOS管導(dǎo)通，相當(dāng)于存入“1”。

編程寫入時，在要寫入“0”對應(yīng)單元管子的漏極加上足夠高的正脈沖電壓，使漏極與襯底之間的PN結(jié)產(chǎn)生“雪崩”擊穿。如果同時在控制柵上加正脈沖，高能電子就會進入并堆積在浮置柵上。18.3只讀存儲器結(jié)構(gòu)和符號EPROM芯片在寫入數(shù)據(jù)后，最好用不透光的膠布把窗口封住，以免受到光線照射而使資料丟失。

外加電壓消失后，由于沒有放電回路，浮置柵上的負(fù)電荷可以長期保存。即使在G2加入高電平時，該SIMOS管仍處于截止?fàn)顟B(tài)。

如用紫外線照射SIMOS管，浮置柵上的電子可以獲得足夠的能量通過絕緣層泄放，SIMOS管又恢復(fù)初始狀態(tài)，這種“擦除”的過程一般要15~20分鐘。18.3只讀存儲器3.E2PROM可擦除編程結(jié)構(gòu)

由于EPROM寫入需要編程器，擦除需要擦除器，操作復(fù)雜且速度慢。為了克服這些缺點，又研制成功了電可擦除的E2PROM。E2PROM的可編程單元也是一種SIMOS管，只是浮置柵與漏極之間有一小塊厚度極薄的絕緣層，這種特殊的結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生隧道效應(yīng)，簡稱Flotox管。Flotox管符號18.3只讀存儲器E2PROM的工作電壓為5V,編程所需的高電壓可以在芯片內(nèi)部產(chǎn)生，這樣就可以不用編程器，可以逐字的修改存儲的數(shù)據(jù)，一個字節(jié)的寫入時間為毫秒級，重復(fù)編程次數(shù)可以達到幾萬次。

當(dāng)Flotox管的源漏極接地，在柵極加上20V的正脈沖時，浮置柵與漏極之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)，使得襯底的電子進入浮置柵，MOS管的開啟電壓變高，相當(dāng)與存入“0”。反之，如果柵極接地，在漏極加上20V的正脈沖時，浮置柵上的電子通過隧道返回襯底，相當(dāng)存入“１”。18.3只讀存儲器4.FlashROM的存儲單元FLASH的編程單元MOS的控制柵接字線，漏極接位線，一個塊中所有SIMOS管的源極都接在一起。FlashROM在寫入時，把要寫入“０”的MOS管的漏極經(jīng)過位線接6V左右的電壓，源極接地，在控制柵加入12V正脈沖，使源漏極之間發(fā)生雪崩擊穿，部分高能電子就能進入浮置柵，使SIMOS管的開啟電壓變高。18.3只讀存儲器FLASH的編程單元

在讀出時，所有SIMOS管的源極接地，被字線選中MOS管的控制柵為高電平，浮置柵上充有負(fù)電荷的MOS管截止，相當(dāng)讀出“0”；反之導(dǎo)通，相當(dāng)讀出“１”。FlashROM芯片的存儲容量普遍大于EPROM，其讀和寫操作都是在單電壓下進行的，編程和擦除可以直接在電路板上進行。由于其大容量和低成本，近年來已逐漸取代了EPROM，廣泛的用在U盤、MP3播放器和數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品中。18.3只讀存儲器18.3.3ROM的應(yīng)用①

存儲程序、表格和大量固定數(shù)據(jù)②

實現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換③

實現(xiàn)邏輯函數(shù)18.3只讀存儲器PROM的主要缺點：3）成本較高1）與陣列是一個固定的全譯碼陣列，輸入變量較多時，必然會導(dǎo)致器件工作速度降低2）PROM的體積較大18.3只讀存儲器0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111A1A0B1B0L3L2L1L000000000000000000000000100100011000000100100011000000011011010012位二進制數(shù)的乘法表[