Запоминающий элемент на КМДП-транзисторах

Запоминающий элемент на КМДП-транзисторах

В состав ЗЭ входит триггер на КМДП-транзисторах и два двунаправленных ключа. В режиме хранения VT1 и VT6 закрыты. Перед считыванием на РШ0 и РШ1 устанавливается нулевой потенциал. Затем потенциал на АШ снижается до нуля, открываются ключи VT1 и VT6. При хранении ‘1’ начинается заряд паразитной емкости РШ1. После увеличения напряжения на РШ1 до порога срабатывания усилителя считывания, подключенного к этой шине, информация с усилителя поступает на последующие каскады схемы вывода данных. Записывается информация в ЗЭ при открытых VT1 и VT6 и разноименных уровнях напряжений на РШ0 и РШ1.

На основе ЗЭ строят ОЗУ большой емкости. Рассмотрим обобщенные структурные схемы ОЗУ, наиболее часто применяемые в микросхемах, выпускаемых промышленностью.

Структурная схема ОЗУ с одномерной адресацией

Структурная схема ОЗУ с одномерной адресацией

Достоинства - простота базовой ячейки на ЗЭ и минимальное число шин управления, необходимых для реализации накопителя; высокое быстродействие.

Недостатки - значительное усложнение дешифратора с увеличением объема накопителя, а также значительное число внутренних связей и внешних выводов накопителя, по которым передаются данные.

Структурная схема ОЗУ с двумерной адресацией

Структурная схема ОЗУ с двумерной адресацией

Выборка ЗЭ происходит по принципу совпадения сигналов управления соответствующих шин по двум координатам.

Преимущества - упрощена схема дешифраторов (так, например, при n=10 в схеме с одномерной адресацией необходимо 2^10=1024 десятивходовых элементов, а в схеме с двумерной адресацией 2*2^5=64 пятивходовых элементов).

Недостатки - более сложная конструкция ЗЭ и меньшее быстродействие из-за усложнения усилителя записи-считывания и устройства управления.

Обобщенные временные диаграммы (режим записи)

Обобщенные временные диаграммы (режим чтения)

Особенности ОЗУ

Достоинства статических ОЗУ:просты в эксплуатации;

обладают высокой помехоустойчивостью;не требуют дорогих и сложных схем обслуживания;умеренная стоимость всей системы памяти.

Недостаток - малая информационная стоимость.

Динамические ОЗУ

Для увеличения информационной емкости микросхем необходимо уменьшать числа элементов в ЗЭ и площадь, занимаемой ими. Это достигается при использовании динамических запоминающих элементов, в которых информация хранится в виде заряда соответствующих емкостей. Управление зарядом конденсатора и его разрядом осуществляется полевым транзистором. Сопротивление закрытого МДП-транзистора составляет 109-1010 Ом и входное сопротивление затвора превышает 1012 Ом, поэтому заряд на емкости конденсатора может сохраняться доли секунд. Наличие утечки в структуре требует восстановления заряда (регенерации).

Известны различные модификации ЗЭ динамических ОЗУ, отличающихся количеством транзисторов, числом и функциональным назначением общих шин, быстродействием, мощностью потребления и площадью, занимаемой на кристалле.