Fakultet elektrotehnike i računarstvaZavod za elektroniku, mikroelektroniku,

računalne i inteligentne sustave

Mikroelektronički sklopoviMikroelektronički sklopovi

Željko Butković

Memorijski CMOS sklopoviMemorijski CMOS sklopovi

Memorijski CMOS sklopovi 2

Osnovna svojstvaOsnovna svojstva

Memorijski sklopovi - odlikuju se najvećom gustoćom komponenata po čipu, te najmanjim dimenzijama pojedinačnih komponenata.

Osnovi podatak memorijskog čipa - binarna znamenka (bit).

Sadržaj bitova pohranjuje se u memorijskim ćelijama koje čine jezgru memorijskog čipa.

Broj ćelija odgovara kapacitetu memorije.

Memorijski CMOS sklopovi 3

Tipovi CMOS memorijaTipovi CMOS memorija

Poluvodičke memorije - paralelne memorije.

Ispisne memorije - (ROM - read-only memory).

Upisno-ispisne memorije - (RWM - read-write memory).

Uobičajeni naziv - upisno-ispisne memorije s paralelnim pristupom

(RAM - random-access memory).

Memorijski CMOS sklopovi 4

Organizacija memorijeOrganizacija memorije

U pojedinom trenutku aktivna samo jedna od selekcijskih linija (S0 do SM-1 ).

Broj adresnih linija smanjuje se primjenom dekodera.

Za M riječi: broj adresnih linija K = log2M.

Memorijski CMOS sklopovi 5

Martična organizacija memorijeMartična organizacija memorije

Memorijski CMOS sklopovi 6

Gradivni dijelovi CMOS memorijaGradivni dijelovi CMOS memorija

Jezgra memorije

memorijske ćelije

Periferni sklopovi

pojačaIa za čitanje

dekoderi

Memorijski CMOS sklopovi 7

Jezgre memorijaJezgre memorija

Ispisne memorije (ROM)

maskom programirane

programirljive

Upisno-ispisne memorije (RAM)

statičke

dinamičke

Memorijski CMOS sklopovi 8

NILI ROMNILI ROM

U pojedinom trenutku aktivira samo jedan vod riječi Wi:

uz nMOS tranzistor – vod bita prelazi u logičku 0,

bez nMOS tranzistora – vod bita ostaje u logičkoj 1.

Memorijski CMOS sklopovi 9

NILI ROM programirane s kontaktimaNILI ROM programirane s kontaktima

Maskom se programira odvod tranzistora

Memorijski CMOS sklopovi 10

NILI ROM programirane implantacijom kanalaNILI ROM programirane implantacijom kanala

Memorijski CMOS sklopovi 11

NI ROMNI ROM

Prije čitanja svi se vodovi riječi postavljaju u logičku 1.

Vod riječi Wi aktivira se preklapanjem u logičku 0.

Memorijski CMOS sklopovi 12

NI ROM programirane implantacijom kanalaNI ROM programirane implantacijom kanala

Memorijski CMOS sklopovi 13

Odabir logikeOdabir logike

Nedostaci pseudo-NMOS sklopova:

omjerna logika,

disipacija snage.

Bolje rješenje - prednabijena logika.

Upravljačke elektrode svih pMOS tranzistora spajaju se na vod

prednabijanja φ.

Memorijski CMOS sklopovi 14

Programirljive ispisne memorijeProgramirljive ispisne memorije

Programirljivi ROM-ovi (PROM – programmable ROM)

Izbrisivi programirljivi ROM (EPROM – erasable programmable ROM)

Električki izbrisivi programirljivi ROM-ovi (EEPROM – electricallyerasable programmable ROM)

Programiranje - visokim naponima UGS i UDS “vrući” elektroni ostaju zarobljeni u lebdećoj elektrodi i povećava se napon praga.

Reprogramiranje - ultraljubičastim zrakama.

Memorijski CMOS sklopovi 15

SRAM ćelijaSRAM ćelija

Odabiranje ćelije: aktiviranjem voda riječi.

Pisanje: dovođenje napona na vodove bita.

Čitanje: prednabijanjevodova bita na isti napon i očitavanje razlike napona

Memorijski CMOS sklopovi 16

DRAM ćelijaDRAM ćelija

Odabiranje ćelije: aktiviranjem voda riječi.

Pisanje: dovođenje napona na vod bita.

Čitanje: prednabijanje voda bita i očitavanje razlike napona

Memorijski CMOS sklopovi 17

DRAM ćelijas ugrađenim kapacitetomDRAM ćelijas ugrađenim kapacitetom

Memorijski CMOS sklopovi 18

DRAM ćelijas dubokim žljebomDRAM ćelijas dubokim žljebom

Memorijski CMOS sklopovi 19

Pojačalo za čitanje i sklop za prednabijanje i izjednačavanjePojačalo za čitanje i sklop za prednabijanje i izjednačavanje

Memorijski CMOS sklopovi 20

Vremenski dijagram čitanjaVremenski dijagram čitanja

Memorijski CMOS sklopovi 21

Sklop za čitanje DRAM ćelijaSklop za čitanje DRAM ćelija

Memorijski CMOS sklopovi 22

Dekoder retkaDekoder retka

2102100 AAAAAAW ++==

2102103 AAAAAAW ++==

Memorijski CMOS sklopovi 23

Dekoder stupcaDekoder stupca