Элементы динамической памяти. Многоэмиттерный транзистор

7
  1. Динамической памяти на паразитных емкостях.
  2. Постоянная память.

Динамическая память строится на МОП-транзисторах, допускающих высокую степень интеграции и позволяющих получить память большей емкости. Динамическая память является адресной, т.е. это память с произвольной выборкой и произвольным обращением. Т.к. запоминающим элементом является  паразитная емкость затвора, такая память нуждается в периодическом восстановлении или регенерации. Период регенерации составляет примерно 1мс. Память указанного типа является более. Структура запоминающего элемента может быть представлена следующей схемой:

1

Запоминающий элемент включает 4 МОП-транзистора и использует паразитную емкость вертикальной шины D-Cш, паразитная емкость затвора, транзистора Т3. Запоминающим элементом является паразитная емкость затвора С.Горизонтальная шина CRW называется шиной синхронизации записи считывания. Емкость С может некоторое время хранить заряд, который поддерживает в открытом состоянии транзистор Т3.Основной целью семы управления динамической памяти является определение наличия или отсутствия заряда емкости С.Поэтому при выполнении операции считывания  на вход R подается кратковременный импульс, открывающий транзистор Т4. В результате емкость См заряжается до величины +Е. В последствии заряд этой емкости играет роль источника питания транзисторов Т1, Т2, Т3. После заряда емкости Сш на горизонтальную шину CRW подается импульс транзистора Т2,но недостаточный для открытия транзистора Т1. Поэтому если емкость С хранит заряд и открыт транзистор  Т3 то емкость См быстро разряжается через открытые транзисторы Т2,Т3.Нулевой потенциал, установившийся на шине D является инверсным значением, хранящимся в данном элементе вида данных. Если  емкость С  была не заряжена, то запоминающий элемент хранит 0.В результате транзистор Т3 будет закрыт и на шине D будет храниться потенциал заряженной емкости Сш, т.е. инверсное значение хранящееся в элементе 0. Транзистор Т1 используется для управления записью зарядов на емкость С. Т.к. в течении периода регенерации необходимо восстановить хранимое  значение, то в элемент производится запись считанного значения, т.е. инверсного значения, поэтому в составе схемы управления памятью содержится специальная схема, которая определяет какое значение в текущий момент времени хранит запоминающий элемент. Под вопросом какое понимается прямое или инверсное т.е. для нечетных периодов регенерации элемент будет хранить прямое значение, а для четных инверсное.

2

ПЗУ являются адресными и запускают массовую операцию считывания, предполагая реализацию записи информации либо при изготовлении, либо в процессе эксплуатации.

Устройство постоянной памяти используются для хранения неизменяемых программ, а также константных значений определяющих режимы работы устройств в составе средств обработки данных. Простейшая реализация запоминающего элемента устройства ПЗУ является наличие диодной связи между горизонтальной от адресного дешифратора и вертикальной шиной, используемой для вывода информации.

3

При наличии на горизонтальной шине потенциала логич. 1 положительный потенциал появится  и на связанной вертикальной шине, определяющей значение выбранного двоичного ряда. В процессе изготовления интегральной схемы памяти в начале диоды включаются для всех запоминающих элементов, а затем с учетом хранимых значений “ненужные” диоды выжигаются лазерными лучом в соответствующих местах. В результате на соответствующих  горизонтальных шинах и связанных сними вертикальных шинах без диодов будут потенциалы логического 0 не зависимо от  потенциалов на горизонтальных шинах. Для диодных ПЗУ характерно низкое быстродействие связанное с отсутствием активных элементов. Более высокое быстродействие можно получить используя в качестве связующих элементов биполярные МОП-транзисторы. В этом случае подключение МОП-транзистора  может иметь следующий вид:

4

В диапазонном состоянии запоминающий элемент создает все необходимые компоненты.

5

Программирование такого элемента заключается в металлизации подключения адресной шины к базе транзистора или подключение эмиттера транзистора к земле или подключение коллектора к шине. при выполнении всех подключений подача на адресную шину дешифратора адреса открывающего потенциала приводит к тому, что транзистор переходит в состояние насыщения,обеспечивая нулевой потенциал на разрядной шине. Если отключить адресную шину от базы транзистора, то независимо от потенциала адресной шине на информационной шине будет потенциал +Е,что соответствует логическому 1.

Металлизация подсоединения выполняется в процессе изготовления интегральной схемы ПЗУ. Могут быть и другие варианты запоминающего элемента.

6

Многоэмиттерный транзистор

В процессе изготовления плавкие перемычки пережигаются  (лазерным лучом).     В результате  на соответствующем выводе будет потенциал логического "0" независимо от потенциала на адресной шине. На выводах на которых сохранились плавкие перемычки будет потенциал, который может быть использован в качестве логического "1". Аналогично в качестве запоминающего элемента можно использовать МОП-транзистор. Отличительная особенность использования плавающего затвора, который может хранить однажды помещенный на него заряд в течении длительного времени (десятка лет)., тем самым предопределяя включение или выключение транзисторов. Соответствующий элемент будет иметь следующий вид

7

Плавающий затвор представляет собой изолированный со всех сторон оксидом кремния фрагмент чистого кремния, поэтому заряд помещенный на такой затвор моет сохраняться очень долго, т.к. вокруг него помещают диэлектрик. Заряд помещается в зависимости от типа транзистора двумя способами.

1-й тип транзистора позволяет разместить заряд путем подачи на селекторный затвор импульсов значительной амплитуды, в результате воздействия которых на плавающем затворе размещается соответствующий заряд. Снять такой заряд можно подачей импульса обратной полярности.

2-й тип транзистора предполагает размещение заряда на плавающем затворе при прохождении через выбранный (т.е. обратный) транзистор длительного импульса тока, при этом как правило на затворе размещаются отрицательные заряды препятствующие в последствии открыванию транзистора при подаче соответствующего потенциала. Для снятия заряда используется ультрафиолетовое облучение в течение 30 мин.

По такому принципу изготавливаются микросхемы ПЗУ, допускающие многократное программирование. Таким образом все запоминающие устройства можно классифицировать:

  • ПЗУ, программируемое в процессе изготовления.
  • ПЗУ, допускающие однократное программирование с помощью спец.аппаратуры, после его изготовления.
  • ПЗУ, допускающие многократное программирование в процессе эксплуатации. Однако число программирования ограниченно тюк каждая новая запись приводит к изменениям(необратимым )полупроводниковых транзисторов в составе устройства.

Оставить комментарий

  • Список наук

  • Образовательные статьи