什么是金属-氧化物-半导体静态随机存储器?

什么是金属-氧化物-半导体静态随机存储器?

[拼音]：jinshu-yanghuawu-bandaoti jingtasuiji cunchuqi

[外文]：MOS static random access memory

具有静态存储信息功能的MOS随机存储器，其存储单元的核心部分是双稳电路。只要电源不断，在单元内的信息便能长期保存，不需要对所存储的信息作周期性的刷新。

原理

图1是由 6个MOS晶体管组成的一位静态存储单元。由增强型和耗尽型 MOS晶体管T1～T4连接成双稳态电路，T5和T6组成向单元存信息或取信息的控制门。由输入地址信号经译码后而选出相应的静态存储单元。为了把存储在单元中的信号写入和读出，还必须配有一套静态读出和写入电路(读写电路)，以及功能控制电路。因此，MOS静态随机存储器在结构上主要包括存储单元阵列、地址缓冲译码器、读出和写入电路（读写电路），以及读出和写入控制电路（读写控制电路）四个部分（图2）。

地址译码按单元阵列的矩形排列，分成X和Y两个方向。Ax、Ay分别表示X和Y地址，


为片选信号，


为读入和写出控制信号，I/O为输入-输出端。


的低电平为选中，高电平为未选(维持态)。


的低电平为写入，高电平为读出。

在一个读 *** 作周期(图3)内，


为低电平(选中)，


为高电平（读 *** 作）。当地址Ai输入后，被选中的单元就会在输入-输出端读出存储的数字 D0。从Ai输入到D0读出有一个响应的时间过程，这决定于读出过程中各部分电路延迟时间的总和，即图中的


，称为电路的地址取数时间。


越短，表示电路的速度越快。

应用

MOS静态随机存储器使用时不需要刷新，故比动态存储器使用方便，已大量应用于微处理器和其他小型数字控制设备。在使用中为了减少电路片数目，在电路结构方面一般采用多位输入-输出形式。例如，四位结构用1k×4，八位结构用2k×8。另外，为了减少管壳的引出端数，通常把输入端和输出端合并为一个端(I/O)，由读写控制器控制，按时分别执行输入(写)、输出(读)，以及维持（即不读、不写）等三种功能。

发展

微处理机技术的发展，促进了 MOS静态随机存储器的研制。同时，随着MOS工艺技术的进步，在集成度、功耗和速度等主要性能指标方面提高得很快。集成度从1k×4、2k×8已发展到8k×8。为了降低功耗，设计和工艺也得到改进。特别是采用了高阻多晶硅负载单元及CMOS单元，使每一单元的功耗下降到微瓦量级。速度的提高主要是由于MOS短沟道技术的发展，以及在读出电路中采用限摆幅等电路技术，使取数时间大大加快。例如，采用小于2微米沟道的高性能MOS静态随机存储器件，取数时间可达30～40纳秒。这样的速度已经接近双极型随机存储器的水平。