12.Зэ динамические зу

В качестве ёмкостных конденсаторов в ЗЭ чаще всего используют однотранзисторные элементы, так как на них можно получить предельно компактные ЗЭ. Рассмотрим схему и конструкцию однотранзисторного запоминающего элемента: (полевой транзистор с изолированным затвором с индуцированным каналом р – типа).

Рис.14 Полевой транзистор

Основа ЗЭ – запоминающий конденсатор . Транзистор выполняет роль ключа. Он отключает или подключает конденсатор к Линия Записи Считывания ЛЗС. Одну из обкладок конденсатора образует не имеющий вывода сток транзистора. Другой обкладкой служит подложка (основа полупроводника). Роль диэлектрика выполняет тончайший слой толщиной 1,5 нм.

В режиме хранения данных транзистор заперт. При выборке конкретного ЗЭ на затвор З ключевого транзистора подаётся положительное отпирающее напряжение. Канал полевого транзистора становится проводящим. Через него подключается к ЛЗС. Если ёмкость была заряжена, её высокий потенциал передаётся на ЛЗС, то есть устанавливается состояние логической единицы "1". Если ёмкость разряжена, на ЛЗС передаётся потенциал, близкий к нолю, т.е. логический ноль "0".

При записи данных – наоборот, потенциал ЛЗС передаётся на , определяя его состояние. Высокий потенциал – логическая единица, низкий – логический ноль.

Конструкция ЗЭ.

Рис.15 Конструкция запоминающего элемента

Процесс чтения состояния ЗЭ.

Рассмотрим фрагмент схемы ЗУ:

Рис.16 Фрагмент схемы запоминающего устройства

Фрагмент включает ЗЭ. и т.д. и предназначен для записи/считывания одного байта информации. Усилитель считывания УС считывает соответственно для записи «1» и «0». К ЛЗС подключается столько ЗЭ, сколько строк имеется в запоминающей матрице. В нашем случае это . В силу большой протяжённости ЛЗС и большого количества подключаемых к ней транзисторов, появляется паразитная ёмкость которая во много раз превышающая . Поэтому перед считыванием информации производится предварительная зарядка ёмкости чаще всего до уровня питания. При считывании логического ноля ( разряжен), часть заряда заряжена до уровня питания ёмкости. перетекает в . Напряжения на них уравниваются.

Потенциал ЛЗС уменьшается на величину , который является сигналом, поступающим на УС. Понижающая потенциала – логический ноль.

При считывании логической единицы на , напротив, уменьшается, так как часть заряда стекает на , тем самым увеличивая потенциал на нём, что является сигналом считывания логической единицы для УС.

Рис.17 График зависимости U от t

В силу неравенства ёмкостей сигнал оказывается слабым. Поэтому используется УС. Считывание оказывается разрушающим, так как подключение изменяет её заряд.

Методы преодоления этих недостатков:

Увеличение ёмкости , уменьшение ёмкости применение для считывания усилителей – регенераторов, которые производят перезапись после считывания.

Ёмкость повышается, используя вместо двуокись титана. У двуокиси титана диэлектрическая проницаемость в 20 раз выше. Уменьшение ёмкости достигается разделением ЛЗС на две части и включается в разрыв с ними УС.

13.Усилители – регенераторы УР. Их строят на основе триггерных схем, введением в схему данного сигнала "Подготовка" для управления нагрузочными транзисторами.

Рис.18 График зависимости U от t

В начале сигнал "Подготовка" имеет низкий уровень и и (заперты). В этом состоянии УР воспринимает слабые сигналы считываний с и . Одна из половин ЛЗС, к которой не подключена запоминающая ёмкость, сохраняет напряжение предзаряда питания. Напряжение на другой половине, к которой подключается ЗЭ отклоняется от напряжения предзаряда на в ту или иную сторону. Единица – увеличивается, ноль – уменьшается. Неравенство напряжений в точках А и В вносит несимметрию проводимости транзисторов и .

Для считывания и регенерации данных сигнал "Подготовка" переводится на высокий уровень, в котором транзисторы и открываются, возникает схема триггера, находящегося в неустойчивом состоянии. Такой триггер в силу своих триггерных свойств быстро перейдёт в устойчивое состояние, которое предопределяется указанной ранее несимметрией режима. А на выходах сформируются полные напряжения высокого и низкого уровней. Так как одни и те же точки А и В одновременно являются и входами, и выходами усилителя регенератора после своего срабатывания он восстанавливает на ёмкости полное значение считанного сигнала, чем и осуществляется регенерация данных.

Мультиплексирование шины адреса

Особенностью динамических ЗУ является мультиплексорные шины адреса. Адрес делят на 2 полуадреса, первый из которых является адресом строки (линии), другой является адресом столбца матрицы ЗЭ. Полуадреса подаются на одни и те же выводы корпуса микросхем поочерёдно. Подача адреса строки сопровождается стробом RAS, адреса столбца сопровождаются стробами CAS. Цель мультиплексирования – уменьшить число выводов корпуса микросхемной памяти, так как динамически ЗУ имеют максимальную ёмкость, а, следовательно, и большую разрядность адресов. Например, ЗУ без мультиплексированной шины адреса должно иметь 24 адресных вывода. Мультиплексирование сокращает их число до 12.