Félvezető memóriák

  • Upload
    isabel

  • View
    29

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Félvezető memóriák. Bevezető áttekintés. Operatív tárak legelőször: ferritmemória egy bit információt egy ferritgyűrű tárolt korlátozott kapacitás egy bitre számított költség nagy Hatvanas évek végén: tranzisztorokkal megvalósított memóriák fejlesztése nagy tároló kapacitás - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

  • Flvezet memrik

  • Bevezet ttekintsOperatv trak legelszr: ferritmemriaegy bit informcit egy ferritgyr troltkorltozott kapacitsegy bitre szmtott kltsg nagy

    Hatvanas vek vgn: tranzisztorokkal megvalstott memrik fejlesztsenagy trol kapacitsalacsony kltsgeknagyobb megbzhatsgkis mret s sly

  • Bevezet ttekintsMemrik felosztsa:ROM (read only memory)RAM (random access memory)

    illkony (volatile)nem-illkony (non-volatile)tpfeszltsg megsznse esetn megmarad-e a trolt informci

    destruktvnemdestruktvkiolvass folyamata sorn az informci a memribl elveszik-e

  • A memrik szervezseA fellet nagy rszt a cellamtrix teszi kiAz ramkr tbbi rsze a megcmzett bit kiolvasst vagy rst szolgljaA sz-, illetve a bitvezetkekkel lehet egy cellt kivlasztani

  • A memrik szervezseTeljesen dekdoltnak nevezzk a memria ramkrt, ha minden egyes bit kln megcmezhet

  • ROM (csak olvashat) memrikROMa gyrtskor eldl, hogy milyen informcit tartalmaz az ramkr

    PROM (Programmable ROM)az informci gyrts utn, a tokozott ramkrbe, elektromos mdszerrel rhat be

    EPROM (Erasable PROM)PROM-hoz hasonlan, a tokozott eszkzbe rhat a tartalom, de szksg esetn trlhet s jrarhat

    EEPROM (Electrically Erasable PROM)a bers s a trls is elektromos ton trtnik

  • A ROM memrikA cella egyetlen, nvekmnyes MOS tranzisztort tartalmaz. A bert informci 1 vagy 0 aszerint, hogy a cellban jelen van-e (be van-e ktve) a tranzisztor, vagy nincs.

  • A ROM memrikprogramozs:fix kivitel esetn, ahova 1-et runk, elhagyjuk a tranzisztortmaszkkal programozott esetben az sszes tranzisztort megvalstjk, de a szksgtelen drain-eket nem ktik be

  • A ROM memrikinformci trols:nvekmnyes = 1kirtses = 0htrny: lassabb, mint az elbb ismertetettelny: nagyon egyszer layout

  • A PROM memrikbegethet ROM memrikminden memria cellban van egy kigethet vezetk darab, aminek az eltvoltsa a cellt 0-bl 1-be rjaaz getshez nagy ram kell, ami tfolyik az aktv eszkzkn is, ezrt bipolris eszkzket alkalmaznaka didk kiiktatsra a velk sorba kttt, elkeskenytett NiCr csk ad lehetsget, ezt egy 100mA nhny- tized ms tartam impulzus kigetia beget ram tfolyik a bit- s sz- vezetkeken, ami a cmzramkrk fel jelent kellemetlen kvetelmnyt

  • A PROM memrikElbbi problmra megolds, ha didk helyett bipolris tranzisztort alkalmazunk

  • Az EPROM memrikFAMOS memria (Floating-gate, Avalanche MOS)lebeg-gate-es tranzisztor: a gate elektrda nincs kivezetve, ezrt a potenciljt csak a rajta lv tltsek hatrozzk megezt a tltst azonban a bulk s a drain kztt elidzett lavinaletrs meg tudja vltoztatnitrlni az egsz chip-et egyszerre ultraibolya fnnyel lehet

  • Az EPROM memrikKt gate-es EPROMprogramozs: drain-re nagyfeszltsget kapcsolunk, gy a drain kzelben lv elektronok nagy energira tesznek szert, amivel be tudnak jutni a lebeg gate s a csatorna kztti oxidba. A vezrl gate-re nagy pozitv feszltsget kapcsolva az oxidban lv elektronok felhalmozdnak a lebeg gate-en.trls: ultraibolya fnyre az oxidokon keresztl a szubsztrtba, illetve a vezrl gate-re tvoznak

  • Az EPROM memrikcellnknt egy tranzisztor, ezrt nagy bitsrsgmegbzhatsggal kapcsolatos problmktbb tprogramozs utn az elektronok egy rsze beragadt az oxidba, ezen elektronok akadlyozzk programozskor a tbbi elektron ramlst, valamint nem tvolthatk el ultraibolya fnnyel. Ennek elkerlsre j minsg oxidot kell nveszteni.a flvezet fellet rdessge is problmt okozhat, hegyesen kiemelked helyeken megn a trerssg az oxidban, ami a lebeg gate tltsnek elszivrgst okozhatjaa technolgia fejldse ezeket a problmkat nagymrtkben cskkentetteaz EPROM-ok pr szzszor programozhatk t

  • Az EEPROM memrika lebeg gate feltltse s kistse az alagthats rvn megy vgbe, ezrt a lebeg gate s a flvezet kztt lv oxid egy rsze nagyon vkony

  • Az EEPROM memrikflash-EEPROM-okEPROM s EEPROM keresztezsebers: forr elektronoktrls: elektromos ton, minden cella egyszerre

  • Az EEPROM memrikMNOS memria (Metal-Nitrid-Oxide-Silicon)az oxid s a nitrid rteg hatrn olyan csapda llapotok alakulnak ki, amelyek resek s betltttek is lehetnek. A betltttsg befolysolja az eszkz kszbfeszltsgt.

  • RAM (rhat-olvashat) memrikltalnos jellemzkSztatikus memrik: Ezeknl minden egyes memriacella egy-egy ktllapot ramkr, ez trolja a cellra jut egy bit informcit.

    Dinamikus memrik: A memriacella informcitrol eleme egy kondenztor, ennek tlttt vagy kisttt llapota volta jelenti az 1 vagy 0 bit trolst. Mivel a kondenztor magtl is kisl, ezrt gondoskodni kell a memriatartalom frissitsrl.

  • RAM (rhat-olvashat) memrikMemria IC kivezetsei

  • RAM (rhat-olvashat) memrikAz engedlyez bemenet lte s a hromllapot adatvonal jellemz s igen lnyeges vonsa a mai memria IC konstrukciknak. Ezek teszik ugyanis lehetv, hogy a memria IC-kbl knnyen kthessnk nagyobb kapacits memriablokkokat.

  • Sztatikus RAM memrik (SRAM)Bipolris RAM memria

  • Sztatikus RAM memrik (SRAM)MOS RAM memriaa legjellegzetesebb kivitelfrisstst nem ignyelnagy helyet foglallland teljestmnyfogyaszts

  • Sztatikus RAM memrik (SRAM)BiCMOS sztatikus RAM memriksikerlt kombinlni bipolris ramkrk nagy sebessgt s ramt a CMOS ramkrk nagy srsgvel s kis disszipcijval

  • Dinamikus MOS memrik (DRAM)Dinamikus informci trolsaegytranzisztoros megoldskondenztor 0 krli feszltsge 0, tp krli feszltsge 1 llapotnak felel megfrissts

  • Dinamikus MOS memrik (DRAM)kiolvassbitvonal s cellakapacits arnybl addik, hogy az rzkel erstnek 50-100mV klnbsg alapjn kell eldntenie, hogy 0 vagy 1 volt trolvaa kiolvass destruktvalfa-rszecskkalfa-rszecskk becsapdsa millis nagysgrend elektron-lyuk prt generlhat, ami hibt okozpoliimid vdlakkal vonjuk be a chip-et

  • Dinamikus RAM cellk

  • Dinamikus RAM cellk

  • Dinamikus RAM cellk

  • Dinamikus RAM cellkA vonalszlessg cskkensvel j mdszereket kellett tallni a kapacitsok kialaktsra. A megoldst a szraz ionmarsos technolgia adta, a flvezetbe keskeny s mly rkot marhatunk. Ezen rkok oldalfaln nagy rtk kapacitsok alakthatk ki, amelyek a felleten kis helyet foglalnak.

  • Dinamikus RAM cellk

  • Dinamikus RAM cellk

    Az elz cella fellnzetben

  • Dinamikus RAM cellkHromdimenzis cellk msik tpusa a stacked kapacits cella (rakott kapacits cella). A megvalstshoz hrom poliszilcium rtegre van szksg.

  • rzkel erstk100mV alatti vltozst kell rzkelnieredeti logikai szint visszalltsanhny tranzisztort tartalmazzon kis disszipcival

  • rzkel erstk

  • rzkel erstk

  • rzkel erstk

  • DRAM-ok felptse, architektrja

  • DRAM-ok felptse, architektrja

  • Cmzsi mdszerek

  • Frisstsi mdok