金属-氧化物-半导体静态随机存储器
发布时间:2022-03-02 16:59:55 点击次数:111 文章作者:
——具有静态存储信息功能的MOS随机存储器。其存储单元的核心部分是双稳电路。只要电源不断,在单元内的信息便能长期保存,不需要对所存储的信息作周期性的刷新。原理:图1一位静态存储单元是由6个MOS晶体管组成的一位静态存储单元。由增强型和耗尽型MOS晶体管T□-T□连接成双稳态电路,T□和T□组成向单元存信息或取信息的控制门。由输入地址信号经译码后而选出相应的静态存储单元。为了把存储在单元中的信号写入和读出,还必须配有一套静态读出和写入电路(读写电路),以及功能控制电路。因此,MOS静态随机存储器在结构上主要包括存储单元阵列、地址缓冲译码器、读出和写入电路(读写电路),以及读出和写入控制电路(读写控制电路)四个部分(图2MOS静态随机存储器结构图)。地址译码按单元阵列的矩形排列,分成X和Y两个方向。□□、□□分别表示□和□地址,□为片选信号,□为读入和写出控制信号,□I/O为输入-输出端。□的低电平为选中,高电平为未选(维持态)。□的低电平为写入,□高电平为读出。在一个读操作周期(图3读操作周期工作波形图)内,□为低电平(选中),□为高电平(读操作)。当地址□i输入后,□被选中的单元就会在输入-输出端读出存储的数字□□。从□i输入到□□读出有一个响应的时间过程,这决定于读出过程中各部分电路延迟时间的总和,即图中的□,称为电路的地址取数时间。□越短,表示电路的速度越快。应用:MOS静态随机存储器使用时不需要刷新,故比动态存储器使用方便,已大量应用于微处理器和其他小型数字控制设备。在使用中为了减少电路片数目,在电路结构方面一般采用多位输入-输出形式。例如,四位结构用1k×4,八位结构用2k×8。另外,为了减少管壳的引出端数,通常把输入端和输出端合并为一个端(I/O),由读写控制器控制,按时分别执行输入(写)、输出(读),以及维持(即不读、不写)等三种功能。发展:微处理机技术的发展,促进了MOS静态随机存储器的研制。同时,随着MOS工艺技术的进步,在集成度、功耗和速度等主要性能指标方面提高得很快。集成度从1k×4、2k×8已发展到8k×8。为了降低功耗,设计和工艺也得到改进。特别是采用了高阻多晶硅负载单元及CMOS单元,使每一单元的功耗下降到微瓦量级。速度的提高主要是由于MOS短沟道技术的发展,以及在读出电路中采用限摆幅等电路技术,使取数时间大大加快。例如,采用小于2微米沟道的高性能MOS静态随机存储器件,取数时间可达30-40纳秒。这样的速度已经接近双极型随机存储器的水平。