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1、1 University of Science and Technology of China 第七章第七章第七章第七章 半导体存储器半导体存储器半导体存储器半导体存储器 第五版第五版355355355355页页 2 University of Science and Technology of China 半导体存储器半导体存储器半导体存储器半导体存储器 内容提要内容提要 （1 1 1 1）各种半导体存储器的工作原理和使用方法）各种半导体存储器的工作原理和使用方法, , , , 包括：包括：ROMROMROMROM和和RAMRAMRAMRAM两部分。两部分。 （2 2 2 2）存储器存储容量
2、的扩充以及用存储器设计）存储器存储容量的扩充以及用存储器设计 组合电路的方法。组合电路的方法。 3 University of Science and Technology of China 7.1 7.1 7.1 7.1 概述概述概述概述 1. 1. 1. 1. 什么是半导体存储器？什么是半导体存储器？ 是一种能存储大量二值信息的半导体器件是一种能存储大量二值信息的半导体器件 2. 2. 2. 2. 半导体存储器的重要性能指标半导体存储器的重要性能指标 存储容量：存储容量： 目前动态存储器的容量已超过：目前动态存储器的容量已超过：101010109 9 9 9位位/ / / /片片 存储速度
3、：存储速度： 一些高速一些高速RAMRAMRAMRAM的存储时间仅的存储时间仅10ns10ns10ns10ns左右左右 3. 3. 3. 3. 数据的存取方式：数据的存取方式： 按寻址方式读出或写入数据按寻址方式读出或写入数据 4 University of Science and Technology of China 7.1 7.1 7.1 7.1 概述概述概述概述 在存储器中给每个存储单元编一个地址，在存储器中给每个存储单元编一个地址， 只有被输入地址代码指定的那些存储单元才只有被输入地址代码指定的那些存储单元才 能与公共的输入能与公共的输入/ / / /输出引脚接通输出引脚接通, ,进
4、行数据的进行数据的 读出和写入。读出和写入。 4.4.半导体存储器的分类：半导体存储器的分类： 种类繁多，按存取种类繁多，按存取 功能可以分为功能可以分为ROMROMROMROM和和RAMRAMRAMRAM两大类。两大类。 只读存储器，简称只读存储器，简称ROMROMROM ROM 特性：只能从中读取数据特性：只能从中读取数据, , , , 不能随时修改不能随时修改 或重新写入数据。或重新写入数据。 5 University of Science and Technology of China 7.1 7.1 7.1 7.1 概述概述概述概述 优点：电路简单，而且断电后数据不会丢失。优点：电路
5、简单，而且断电后数据不会丢失。 ( ( ( (集成度高集成度高, , , , 一般是批量生产一般是批量生产, , , , 价格便宜价格便宜, , , , 指掩模指掩模ROMROMROMROM。) ) ) ) 缺点：只适用于存储那些固定数据的场合。缺点：只适用于存储那些固定数据的场合。 ROMROMROMROM又分为：又分为： 掩模掩模ROMROMROMROM：在制作在制作ROMROMROMROM时数据已经确定时数据已经确定, , 无法修改。无法修改。 可编程可编程ROMROMROMROM：简称简称PROMPROMPROMPROM，可由用户写入，可由用户写入， 但写后就不可修改了。但写后就不可修
6、改了。 6 University of Science and Technology of China 7.1 7.1 7.1 7.1 概述概述概述概述 可擦除可编程可擦除可编程ROMROMROMROM： 简称简称EPROM, EPROM, EPROM, EPROM, 不但可写入不但可写入, ,而且可擦除重写。而且可擦除重写。 随机存储器随机存储器, , , , 简称简称RAMRAMRAMRAM。又根据所采用的存又根据所采用的存 储单元工作原理的不同储单元工作原理的不同, , , , 将将RAMRAMRAMRAM分为分为SRAMSRAMSRAMSRAM 和和DRAMDRAMDRAMDRAM。
7、特性：可随时写入数据或从中读出数据。特性：可随时写入数据或从中读出数据。 优点：存储单元的结构非常简单优点：存储单元的结构非常简单, , , , 集成度很高集成度很高 （即单位面积上可集成更多的存储单元）。（即单位面积上可集成更多的存储单元）。 7 University of Science and Technology of China 7.1 7.1 7.1 7.1 概述概述概述概述 集成度方面，集成度方面，DRAMDRAMDRAMDRAM远高于远高于SRAMSRAMSRAMSRAM，但，但DRAMDRAMDRAMDRAM 的存取速度不如的存取速度不如SRAMSRAMSRAMSRAM快。快
8、。 从制造工艺上又分为双极型存储器和从制造工艺上又分为双极型存储器和MOSMOSMOSMOS 存储器。其中由于存储器。其中由于MOSMOSMOSMOS尤其是尤其是CMOSCMOSCMOSCMOS具有功耗具有功耗 低、集成度高的优点，故低、集成度高的优点，故目前大容量的存储器都目前大容量的存储器都 是采用是采用MOSMOSMOSMOS工艺制作的工艺制作的。 8 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 7.2.1 7.2.1 7.2.
9、1 7.2.1 掩模掩模ROMROMROMROM（简称简称ROMROMROMROM） 1 1 1 1掩模掩模ROMROMROMROM在出厂时数据就已经存储在在出厂时数据就已经存储在 ROMROMROMROM中了，用户只能读而不可写入。中了，用户只能读而不可写入。 2 2 2 2电路结构由图电路结构由图7.2.17.2.17.2.17.2.1所示三个部分组成：所示三个部分组成： 存储矩阵：存储矩阵：由许多存储单元排列而成由许多存储单元排列而成, ,每每 个存储单元存放个存储单元存放1 1 1 1位二值代码。存储单元位二值代码。存储单元 可以用二极管构成或用三极管或可以用二极管构成或用三极管或MO
10、SMOSMOSMOS管管 构成构成, ,每一个或一组存储单元有一个对应每一个或一组存储单元有一个对应 的地址代码。的地址代码。 9 University of Science and Technology of China 7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 掩模掩模掩模掩模ROM (ROM (ROM (ROM (简称简称简称简称ROM)ROM)ROM)ROM) 图图图图图图图图7.2.1 ROM7.2.1 ROM7.2.1 ROM7.2.1 ROM7.2.1 ROM7.2.1 ROM7.2.1 ROM7.2.1 ROM的电路结构框图的电路结构框图的电路结构框图的电路结构框图的电路
11、结构框图的电路结构框图的电路结构框图的电路结构框图 10 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 地址译码器：地址译码器： 将输入的地址代码译成相应的将输入的地址代码译成相应的 控制信号控制信号, , , , 利用该信号从存储矩阵中把指定的利用该信号从存储矩阵中把指定的 单元选出，并把其中的单元选出，并把其中的datadatadatadata送到输出缓冲器。送到输出缓冲器。 输出缓冲器：输出缓冲器：作用有二作用有二, , , ,
12、一是提高存储器的带 一是提高存储器的带 负载能力，二是实现对输出状态的三态控制，负载能力，二是实现对输出状态的三态控制， 以便与系统的总线连接。以便与系统的总线连接。 图图7.2.27.2.27.2.27.2.2是具有是具有2 2 2 2位地址输入码和位地址输入码和4 4 4 4位数据输出位数据输出 的的ROMROMROMROM电路，其结构及原理简述如下：电路，其结构及原理简述如下： 11 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM)
13、图图图图图图图图7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 二极管二极管二极管二极管二极管二极管二极管二极管ROMROMROMROMROMROMROMROM的电路结构图的电路结构图的电路结构图的电路结构图的电路结构图的电路结构图的电路结构图的电路结构图 12 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 地址译码器：地址译码器：由由4 4 4 4个二极管与门组成个二极管与门组成, ,2
14、 2 2 2位地位地 址码址码A A A A1 1 1 1A A A A0 0 0 0 的的4 4 4 4种取值种取值00000000、01010101、10101010、11111111分别对分别对 应应 4 4 4 4 根字线根字线WWWW0 0 0 0、WWWW1 1 1 1、WWWW2 2 2 2和和WWWW3 3 3 3的高电平信的高电平信 号号, ,如下表左两列所示。如下表左两列所示。 存储矩阵：存储矩阵： 由由4 4 4 4个二极管或门组成。当个二极管或门组成。当 WWWW0 0 0 0WWWW4 4 4 4每根字线上出现每根字线上出现1 1 1 1信号时，都会在信号时，都会在
15、D D D D3 3 3 3DDDD0 0 0 0 4 4 4 4根根位线上输出一个位线上输出一个4 4 4 4 位二值代码位二值代码, , 如下表右两列所示。如下表右两列所示。 13 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 两两位位地址码、地址码、4 4 4 4位输出的位输出的ROMROMROMROM 0 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 11 1 1 10 0 0 00 0 0 00 0 0 01 1 1 11
16、 1 1 1 0 0 0 00 0 0 01 1 1 10 0 0 00 0 0 01 1 1 10 0 0 00 0 0 00 0 0 01 1 1 1 1 1 1 11 1 1 10 0 0 01 1 1 10 0 0 00 0 0 01 1 1 10 0 0 01 1 1 10 0 0 0 1 1 1 10 0 0 01 1 1 10 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 01 1 1 10 0 0 00 0 0 0 D D D D0 0 0 0D D D D1 1 1 1D D D D2 2 2 2D D D D3 3 3 3WWWW3 3 3 3WWWW2 2 2 2WW
17、WW1 1 1 1WWWW0 0 0 0A A A A0 0 0 0A A A A1 1 1 1 14 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 输出缓冲器：输出缓冲器：由由 控制的 控制的4 4 4 4个三态门组成。个三态门组成。 其作用有：其作用有： 在图在图7.2.27.2.27.2.27.2.2中，字线和位线的每个交叉点都中，字线和位线的每个交叉点都 是一个存储单元。交叉点处接有二极管时相当于是一个存储单元。交叉点处接有二极
18、管时相当于 存存1 1 1 1，没有接二极管时相当于存，没有接二极管时相当于存0 0 0 0，交叉点的数目，交叉点的数目 即为存储单元数。即为存储单元数。 提高带负载能力提高带负载能力 电平转换（为标准电平）电平转换（为标准电平） 输出三态控制输出三态控制 EN 15 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 习惯上习惯上用存储单元的数目表示存储器的存储用存储单元的数目表示存储器的存储 量（或称容量），并写成量（或称容量），并写成“
19、 “ “ “字数字数位数位数” ” ” ”的形式。的形式。 例如图例如图7.2.27.2.27.2.27.2.2中，中，ROMROMROMROM的存储量应表示成的存储量应表示成“ “ “ “4 4 4 44 4 4 4 位位” ” ” ”。 采用采用MOSMOSMOSMOS工艺制作工艺制作ROMROMROMROM时，译码器、存储时，译码器、存储 矩阵和输出缓冲器全用矩阵和输出缓冲器全用MOSMOSMOSMOS管组成。图管组成。图7.2.37.2.37.2.37.2.3给给 出了出了MOSMOSMOSMOS管存储矩阵的原理图，其工作原理与管存储矩阵的原理图，其工作原理与 图图7.2.27.2.2
20、7.2.27.2.2类同，不再赘述。类同，不再赘述。 16 University of Science and Technology of China 7.2 7.2 7.2 7.2 只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM) 图图图图图图图图7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 用用用用用用用用MOSMOSMOSMOSMOSMOSMOSMOS管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵管构成的存储矩阵 17 University
21、of Science and Technology of China 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器(PROM)(PROM)(PROM)(PROM) 可编程只读存储器可编程只读存储器 (359(359(359(359页页) ) ) ) 其总体结构与掩模其总体结构与掩模ROMROMROMROM一样。但在出厂时一样。但在出厂时 已经在存储矩阵的所有交叉点上全部制作了存储已经在存储矩阵的所有交叉点上全部制作了存储 元件，即相当于元件，即相当于在所有存储单元中都存入了在所有存储单元中都存入了1 1 1 1。 熔丝型熔丝型
22、PROMPROMPROMPROM的每个存储单元由一只三极管和的每个存储单元由一只三极管和 串在发射极的快速熔断丝组成。如图串在发射极的快速熔断丝组成。如图7.2.47.2.47.2.47.2.4所示。所示。 18 University of Science and Technology of China 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器(PROM)(PROM)(PROM)(PROM) 图图图图图图图图7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 熔丝型熔丝型熔丝型熔
23、丝型熔丝型熔丝型熔丝型熔丝型PROMPROMPROMPROMPROMPROMPROMPROM的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元 19 University of Science and Technology of China 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器(PROM)(PROM)(PROM)(PROM) 在写入数据时，只要设法将需要存入在写入数据时，只要设法将需要存入0 0 0 0的那些存的那些存 储单元上的熔丝烧断就行了储单元上的熔丝烧断就行了。一个。一个16161
24、6168 8 8 8位位 PROMPROMPROMPROM的结构原理图见图的结构原理图见图7.2.57.2.57.2.57.2.5，PROMPROMPROMPROM的内容的内容 一经写入就不可修改了，所以它只能写入一次。一经写入就不可修改了，所以它只能写入一次。 20 University of Science and Technology of China 7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器(PROM)(PROM)(PROM)(PROM) 图图图图图图图图7.2.5 7.2.5 7.2.5 7.2.5 7.2.5
25、7.2.5 7.2.5 7.2.5 PROMPROMPROMPROMPROMPROMPROMPROM管的结构原理图管的结构原理图管的结构原理图管的结构原理图管的结构原理图管的结构原理图管的结构原理图管的结构原理图 21 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 可擦除的可擦除的PROMPROMPROMPROM，有三种：有三种： 最早使用的是最早使用的是用紫外线擦除的用紫外线擦除
26、的EPROMEPROMEPROMEPROM, , , , 现在现在 提到的提到的EPROMEPROMEPROMEPROM就是指这一种。就是指这一种。 后来又出现后来又出现用电擦除的用电擦除的EPROM,EPROM,简称简称E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM. . . . 20 20世纪世纪8080年代末又研制成功一种年代末又研制成功一种快闪存储器快闪存储器 ( (Flash MemoryFlash MemoryFlash MemoryFlash Memory),),也是电擦除的可编程也是电擦除的可编程ROMROMROMROM。 它的集成度高、容量大、成本低、使用方便它
27、的集成度高、容量大、成本低、使用方便, , 有望成为大容量磁性存储器的替代产品。有望成为大容量磁性存储器的替代产品。 22 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 1 1 1 1EPROMEPROMEPROMEPROM（UVEPROMUVEPROMUVEPROMUVEPROM） 和前面已经讲过的和前面已经讲过的PROMPROMPROMPROM不同的只是采用不同的只是采用 了不
28、同的存储单元，总体结构无大区别。了不同的存储单元，总体结构无大区别。 （1 1 1 1）早期的）早期的EPROM, EPROM, EPROM, EPROM, 其存储单元采用了其存储单元采用了浮栅雪浮栅雪 崩注入崩注入MOSMOSMOSMOS管管，简称，简称FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管管, , 如第四如第四 版的图版的图7.2.67.2.67.2.67.2.6所示。所示。 23 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPR
29、OM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图7.2.67.2.67.2.67.2.67.2.67.2.67.2.67.2.6 FAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管管管管的结构和符号的结构和符号的结构和符号的结构和符号 24 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPR
30、OM) 通过在其漏极和源极之间加上负高压（通过在其漏极和源极之间加上负高压（-45v-45v-45v-45v左左 右），产生雪崩击穿使栅极注入电荷，存储单元右），产生雪崩击穿使栅极注入电荷，存储单元 记入记入1 1 1 1（在栅极获得足够的电荷以后，漏一源间（在栅极获得足够的电荷以后，漏一源间 便形成导电沟道，使便形成导电沟道，使FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管导通）。管导通）。 25 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (
31、EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 如果用紫外线或如果用紫外线或X X X X射线照射射线照射FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管的栅极管的栅极 氧化层，则氧化层，则SiSiSiSi02020202层中将产生电子一空穴对，为浮层中将产生电子一空穴对，为浮 栅上的电荷提供泄放通道，使之放电。待栅极上栅上的电荷提供泄放通道，使之放电。待栅极上 的电荷消失以后，导电沟道也随之消失，的电荷消失以后，导电沟道也随之消失， FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管恢复为截止状态。这个过程称为擦除。管恢复为截止状态。这个过程称为擦除。 使用使用FAMOSFAMOSFAMOS
32、FAMOS管的存储单元如第四版管的存储单元如第四版370370页的图页的图 7.2.77.2.77.2.77.2.7所示：所示： 26 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图第四版图7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 使用使用使用使用使用使用使用使用FAMOS
33、FAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管的存储单元管的存储单元管的存储单元管的存储单元管的存储单元管的存储单元管的存储单元管的存储单元 27 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 产品出厂时所有的产品出厂时所有的FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管都处于截止状态。管都处于截止状态。 写入操作：写入操作：首先输入选好的地址，使需要首先输入
34、选好的地址，使需要 写入数据的那些单元所在字线为低电平。然后在写入数据的那些单元所在字线为低电平。然后在 应该写入应该写入1 1 1 1的那些位线上加入负脉冲，使被选中的那些位线上加入负脉冲，使被选中 的单元内的的单元内的FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管发生雪崩击穿，存储单元管发生雪崩击穿，存储单元 记入记入1 1 1 1。 28 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPRO
35、M) 读出数据：读出数据：输入指定的地址代码，相应的字输入指定的地址代码，相应的字 线便给出低电平。这根字线所接的一行存储单线便给出低电平。这根字线所接的一行存储单 元中元中栅极已注入电荷的栅极已注入电荷的FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管导通管导通，使所，使所 接的位线变成高电平，读出接的位线变成高电平，读出1 1 1 1（此时负载管上（此时负载管上 有压降，位线电平变正）。有压降，位线电平变正）。栅极未注入电荷的栅极未注入电荷的 FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管截止管截止，所连接的位线为低电平，读，所连接的位线为低电平，读 出出0 0 0 0（此时负载管上压降为（此时负载
36、管上压降为0 0 0 0，使位线电平变，使位线电平变 负，几乎等于负，几乎等于-V-V-V-VDDDDDDDD）。）。 29 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) （2 2 2 2）目前多采用叠栅注入）目前多采用叠栅注入MOSMOSMOSMOS管管，N N N N沟道增沟道增 强型的。简称强型的。简称SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管管, ,见见P P361361图
37、图7.2.67.2.67.2.67.2.6。 1 1 1 1）浮置栅上注入电荷的）浮置栅上注入电荷的SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管相当于写入管相当于写入 了了“ “ “ “1 1 1 1” ” ” ”，未注入电荷的相当于存入了，未注入电荷的相当于存入了“ “ “ “0 0 0 0” ” ” ”。 2 2 2 2）浮置栅上）浮置栅上未注入电荷未注入电荷时，控制栅上时，控制栅上加入正加入正 常的高电平常的高电平能够能够使使SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管导通管导通，而浮置，而浮置 栅上栅上注入了负电荷注入了负电荷以后以后, , , ,必须在控制栅上必须在控制栅上加加 更高的电
38、压才能使更高的电压才能使SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管导通管导通。 30 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 图图图图7.2.67.2.67.2.67.2.67.2.67.2.67.2.67.2.6 SIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管的结构和符号管的结构和符号管的结构和符号管的结构和符号 31 Universit
39、y of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 其它情况同其它情况同FAMOSFAMOSFAMOSFAMOS管，不予赘述。图管，不予赘述。图7.2.77.2.77.2.77.2.7为用为用 SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管组成的管组成的EPROMEPROMEPROMEPROM。例如，若第例如，若第256256256256个存个存 储单元的储单元的SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管已注
40、入电荷管已注入电荷( ( ( (存入了存入了1)1)1)1)，则通，则通 过高过高4 4 4 4位地址译码后使位地址译码后使WWWW15151515上出现正常的高电上出现正常的高电 平，对低平，对低4 4 4 4位地址译码使位地址译码使B B B B15151515为高电平，此时该存为高电平，此时该存 储单元的储单元的SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS截止，从截止，从D D D D端输出端输出1 1 1 1。若该单元。若该单元 的的SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管未注入电荷管未注入电荷( ( ( (存入了存入了0)0)0)0)，则，则WWWW15151515上出上出 现的高电平
41、就使现的高电平就使SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管导通，从管导通，从D D D D端读出端读出0 0 0 0。 32 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 可擦除可擦除可擦除可擦除PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM)PROM (EPROM) 图图图图图图图图7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 7.2.7 使用使用使用使用使用使用使用使用SIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIMOSSIM
42、OSSIMOS管的管的管的管的管的管的管的管的256256256256256256256256 1 1 1 1 1 1 1 1位位位位位位位位EPROMEPROMEPROMEPROMEPROMEPROMEPROMEPROM 33 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 电可擦除的电可擦除的电可擦除的电可擦除的PROMPROMPROMPROM 2 2 2 2E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM 用紫外线擦除的用紫外线擦除的PROM, PROM, PROM, PROM, 其缺
43、点是擦除操其缺点是擦除操 作复杂，擦除速度很慢。为此人们又研制出用作复杂，擦除速度很慢。为此人们又研制出用 电信号擦除的电信号擦除的PROMPROMPROMPROM，即，即E E E E2 2 2 2PROM PROM PROM PROM 。 E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM的存储单元采用了一种的存储单元采用了一种浮栅隧道浮栅隧道 氧化层氧化层MOSMOSMOSMOS管管 ( ( ( (简称简称FlotoxFlotoxFlotoxFlotox管管) ) ) )。 FlotoxFlotoxFlotoxFlotox管与管与 SIMOSSIMOSSIMOSSIMOS管相似
44、，所不同的是，管相似，所不同的是， FlotoxFlotoxFlotoxFlotox管的浮置管的浮置 栅与漏区之间有一个氧化层极薄的区域，叫做栅与漏区之间有一个氧化层极薄的区域，叫做 隧道区。当隧道区的电场强度隧道区。当隧道区的电场强度101010107 7 7 7V/cmV/cmV/cmV/cm时，时， 34 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 电可擦除的电可擦除的电可擦除的电可擦除的PROMPROMPROMPROM 便在漏区和浮置栅之间出现导电隧道，电子可以便在漏区和浮置栅之间出现导电隧
45、道，电子可以 双向流动，形成电流，此现象成为双向流动，形成电流，此现象成为隧道效应隧道效应。如。如 图图7.2.87.2.87.2.87.2.8所示。所示。 为了提高擦、写的可靠性，并保护隧道区超为了提高擦、写的可靠性，并保护隧道区超 薄氧化层，在薄氧化层，在E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM的的存储单元中除存储单元中除FlotoxFlotoxFlotoxFlotox管管以以 外还附加了一个选通管，如图外还附加了一个选通管，如图7.2.97.2.97.2.97.2.9所示。图中：所示。图中： T T T T1 1 1 1 FlotoxFlotoxFlotoxFloto
46、x管管, T, T, T, T2 2 2 2选通管选通管 根据浮置栅上是否充有负电荷来区分单元存根据浮置栅上是否充有负电荷来区分单元存 入入1 1 1 1或存入或存入0 0 0 0的状态。的状态。 35 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 电可擦除电可擦除电可擦除电可擦除PROMPROMPROMPROM 图图图图7.2.87.2.87.2.87.2.87.2.87.2.87.2.87.2.8 FlotoxFlotoxFlotoxFlotoxFlotoxFlotoxFlotoxFlotox管的
47、结构和符号管的结构和符号管的结构和符号管的结构和符号 36 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 电可擦除的电可擦除的电可擦除的电可擦除的PROMPROMPROMPROM 图图图图图图图图7.2.9 7.2.9 7.2.9 7.2.9 7.2.9 7.2.9 7.2.9 7.2.9 E E E E E E E E 2 2 2 2 2 2 2 2 PROM PROM PROM PROM PROM PROM PROM PROM的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元的存储单元 37 University of Science and Technology of China 7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 电可擦除的电可擦除的电可擦除的电可擦除的PROMPROMPROMPROM 图图7.2.107.2.107.2.107.2.10给出了给出了E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM存储单元在三种不存储单元在三种不 同工作状态下各个电极所加电压的情况。同工作状态下各个电极所加电压的情况。 （1 1 1