DRAM(動態)存儲器


 

一、DRAM的存儲元電路
常見的DRAM存儲元電路有四管式和單管式兩種,它們的共同特點是靠電容存儲電荷的原理來存儲信息。電容上存有足夠多的電荷表示“1”,電容上無電荷表示“0”。 由於電容存儲的電荷會逐漸泄漏,即使電源不掉電,信息也會很快消失,應用中需要定時恢復存儲的電荷。與SRAM相比,DRAM具有集成度高,功耗低等特點,目前被廣泛應用於各類計算機中。

四管DRAM存儲元

二、

刷新操作:由於存儲的信息電荷終究是有泄漏的,時間久了,信息就會丟失。為此,必須設法由外界按一定規律不斷給柵極進行充電,補足柵極的信息電荷,這就是所謂“再生”或“刷新”。
設原存信息為“1”,T1管截止,T2管導通。若經過一段時間,T2管柵極上漏失一部分信息電荷,使A端的電壓稍小於存“1”時的滿值電壓。此時,在字選擇線上加脈沖,T5、T6開啟,A端與位線D相連,從而充電到滿值電壓,刷新了原存“1”的信息。因此,定時給全部存儲單元電路執行一遍讀操作,就可以實現信息再生。

三、單管DRAM存儲元


為提高芯片的存儲密度,現在動態RAM芯片中一般采用圖4-9所示的單管動態存儲元電路,其中T1管為字選控制管,字選線有效(高電位)使其導通。
讀操作:字選擇線為“1”,使T1管導通。若原存“1”,則C上電荷通過T1管向位線(數據線)泄放,通過讀出放大器形成讀“1”信號。反之,若原存“0”,則無泄放電流。因為讀出時C電荷泄放,電位下降,所以是破壞性讀出,在讀出后應有重寫操作。

寫操作:字選擇線為“1”,使T1管導通。要寫“1”,在位線(數據線)上加高電位,經T1管對C充電;寫“0”則在數據線上加低電位,使CD上無電荷。
刷新操作:由於MOS管柵極電容上存儲的電荷會緩慢泄放,超過一定時間(2~3.3ms),就會丟失信息。因此必須定時給柵級電容補充電荷,進行“刷新”操作。

單管DRAM存儲元電路

 

四、DRAM存儲器芯片的讀/寫周期  

 

讀周期

DRAM的讀周期時序如圖4-11(a)所示。
為了使芯片能正確地接收行、列地址並實現讀操作,各信號的時間關系應符合下面的要求:行地址必須在RAS#信號有效之前送到芯片的地址輸入端;CAS#信號應滯后RAS#一段時間,並滯后於列地址送到芯片地址輸入端的時間;RAS#、CAS#應有足夠的寬度;WE#信號為高,並在CAS#有效之前建立。

圖為DRAM時序 

寫周期
DRAM的寫周期時序如圖4-11(b)所示。
有兩點需要說明一下:
1、WE#信號為低,並在信號CAS#有效之前建立。
2、數據必須在CAS#有效之前出現在DIN端。

 

 

 五、DRAM的刷新

 

   刷新的實質是先將原存信息讀出,再由刷新放大器形成原信息並重新寫入的再生過程。由於存儲元被訪問是隨機的,有可能某些存儲元長期得不到訪問,無讀出也就無重寫,其原信息必然消失。為此,必須采用定時刷新的方法,規定在一定的時間內,對DRAM的全部存儲元電路做一次刷新,這一段時間間隔叫做刷新周期,或叫再生周期,一般取2ms、4ms或8ms。 

 


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