ram中的存储单元

英尚微电子

按照数据存取的方式不同，ram中的存储单元分为两种:静态存储单元一静态RAM(SRAM);动态存储单元—动态RAM(DRAM)。

! Z' Q$ U! v8 X1 O; t0 P9 d+ Q1.静态存储单元(SRAM):它由电源来维持信息，如触发器，寄存器等。
$ a* [% J0 v* r# T: {6 z1 y$ P9 I. \
静态存储单元(SRAM)的典型结构:
& y6 ~7 t8 ~9 J" R

. }: a2 `, B. @; W! Z4 dT5、T6、T7、T8都是门控管，只要栅极高电平，这些管子就工作在可变电阻区当作开关。
7 ]2 F& Y8 s/ j5 y3 a6 L
9 E8 Y9 m9 A' d9 v5 z其中存储单元通过T5、T6和数据线(位线)相连;数据线又通过T7、T8和再经输入/输出缓冲电路和输入/输出线相连接，以实现信息的传递和交换。写入信息的操作过程，在第一次写入信息之前，存储单元中的信息是随机信息。

假定要写入信息“1”:
1)地址码加入，地址有效后，相对应的行选线X和列选线Ⅰ都为高电平，T5、T6、T7、T8导电;
0 P- F( o) ?8 k  t1 G: c- S2 P+ e2)片选信号有效(低电平);
3)写入信号有效，这时三态门G2、G3为工作态，G1输出高阻态，信息“1”经G2、T7、T5达到Q端;经G3反相后信息“O”经T8、T6达到。T4导电，T3截止，显然信息“1”已写入了存储单元。
6 W7 V4 w& h5 `8 v
假定要读出信息“1”:
5 A8 c' E! p; Q( d1)访问该地址单元的地址码有效;
2)片选有效=O;
3)读操作有效R/=1;此时:三态门G1工作态，G2、G3高阻态，存储单元中的信息“1”经T5、T7、G1三态门读出。
; @$ g" u0 E+ @- h% L% A# w
除上述NMOS结构的静态SRAM以外，还有以下几种类型的SRAM。
! V! z$ f: ^; ^7 q
# M: z& i2 g- f/ p: t3 `% g0 F! }3 nCMOS结构的SRAM:功耗更加低，存储容量更加大。

5 L2 W9 _+ B! @双极型结构SRAM:功耗较大，存取速度更加快。

9 Q/ ^- L7 u0 }/ b9 P/ }2.动态存储单元(DRAM)
% G% J. f% k, @* j' Y' F3 a静态存储单元存在静态功耗，集成度做不高，所以存储容量也做不大。动态存储单元，利用了栅源间的MOS电容存储信息。其静态功耗很小，因而存储容量可以做得很大。静态RAM功耗大和密度低，动态RAM功耗小和密度高。动态RAM需要定时刷新，使用较复杂。
5 y$ I5 U+ i2 U8 N" @' o/ L3 @
动态存储单元(DRAM)的典型结构:

3 J8 J  n5 h" z: B4 V$ R% S; i' {
( t- y8 i7 I" z) F门控管T3、T4、T5、T6、T7、T8 , C1、C2为MOS电容。
; i$ L% U  @9 |
DRAM的读/写操作过程:
3 u- c2 U* U, i$ j9 i2 A- f3 M9 d6 r1) 访问该存储单元的地址有效;2)片选信号有(未画);3)发出读出信息或写入新信息的控制信号。
% N, ^$ @$ ?7 z2 o
8 b( m1 m* u3 e$ i/ K" g3 b1 V% E# a读出操作时，令原信息Q=1，C2充有电荷，地址有效后，行、列选取线高电平;加片选信号后，送读出信号R=1，W=O;T4、T6、T8导电，经T4、T6、T8读出。写入操作时，假定原信息为“0”，要写入信息“1”，该存储单元的地址有效后，X、Y为高电平;在片选信号到达后，加写入命令W=1，R=0，即“1。信息经T7、T5、T3对C2充电。充至一定电压后，T2导电，C1放电，T1截止，所以，Q变为高电平，“1”信息写入到了该存储单元中。如果写入的信息是“o”则原电容上的电荷不变。

动态RAM 的刷新:由于DRAM靠MOS电容存储信息。当该信息长时间不处理时，电容上的电荷将会因漏电等原因而逐渐的损失，从而造成存储数据的丢失。及时补充电荷是动态RAM中一个十分重要的问题。补充充电的过程称为“刷新”一Refresh,也称“再生”。
/ F& O0 m4 I# g! E" a% O
0 e5 q  O6 ]/ D: D* j1 j! n补充充电的过程:加预充电脉冲∅、预充电管T9、T10导电，CO1，C02很快充电至VDD，∅撤销后，CO1，CO2上的电荷保持。然而进行读出操作:地址有效，行、列选线X、Y高电平;R=1，W=0进行读出操作，如果原信息为Q=“1”，说明MOS电容C2有电荷，C1没有电荷(即T2导电，T1截止);这时CO1上的电荷将对C2补充充电，而CO2上的电荷经T2导电管放掉，结果对C2实现了补充充电。读出的数据仍为，，则 DO=1。

实际在每进行一次读出操作之前,必须对DRAM安排一次刷新,即先加一个预充电脉冲,然后进行读出操作。同时在不进行任何操作时,CPU也应该每隔一定时间对动态RAM进行一次补充充电(一般是2mS时间)，以弥补电荷损失。
7 {' s( \; h( Z2 ^% f5 ~

英尚微电子

静态存储单元存在静态功耗，集成度做不高，所以存储容量也做不大。动态存储单元，利用了栅源间的MOS电容存储信息。其静态功耗很小，因而存储容量可以做得很大。静态RAM功耗大和密度低，动态RAM功耗小和密度高。动态RAM需要定时刷新，使用较复杂。