第6章 半导体存储器答案

第六章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管6-3．在受主浓度为31610-cm 的P 型硅衬底上的理想MOS 电容具有0.1um 厚度的氧化层，40=K ，在下列条件下电容值为若干？（a ）V V G 2+=和Hz f 1=，（b ） VV G 20=和Hz f 1=，（c ）V V G 20+=和MHz f 1=。

解答： （1）V V G 2+=，Hz f 1= 由 si BTH C Q V ψ+-=014830004048.8510 3.5410(/)0.110K C F cm x ε----⨯⨯===⨯⨯ )(70.0105.110ln 026.02ln 221016V n N V i a T f si =⨯⨯===φψ si a s dm a B qN k x qN Q ψε02-=-=7.010106.110854.8122161914⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=-- )/(1088.428cm C -⨯-= 则 )(08.270.01054.31088.4880V C Q V si B TH=+⨯⨯=+-=--ψTH G V V < ，则21020000)21(εs a G sSk qN V C C C C C C C +=+=21141619168)1085.81210106.121054.321(1054.3---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=)/(1078.128cm F -⨯=b) V V G 20=，Hz f 1=G TH V V >，低频)/(1054.3280cm F C C -⨯==∴c)V V G 20+=,MHz f 1=G TH V V >，因为高频，总电容为0C 与S C 串联820min 3.4810(/)s s s dmk C C F cm x ε-=====⨯则 )/(1075.1280cm F C C C C C s s -⨯=+=6-4．采用叠加法证明当氧化层中电荷分布为)(x ρ时，相应的平带电压变化可用下式表示：()x FBqx x V dx C x ρ∆=-⎰解答：如右图所示， 消除电荷电荷片dx x q )(ρ的影响所需平带电压：000000)()()()(C x dx x xq x x x k dx x q x C dx x q dV FBρερρ-=-=-=由 00x →积分：()x FBq x x V dx C x ρ∆=-⎰6-6．利用习题6-3中的结果对下列情形进行比较。

第6章 半导体存储器1、半导体存储器从功能上分为哪两大类？每类又包含哪些类型的存储器？各有何特点？（难度：1；知识点：半导体存储器的分类）答：从应用角度可将半导体存储器分为两大类：随机读写存储器RAM (Random Access Memory) 和只读存储器ROM (Read Only Memory)。

RAM 是可读、可写的存储器，CPU 可以对RAM 的内容随机地读写访问，RAM 中的信息断电后即丢失。

ROM 的内容只能随机读出而不能写入，断电后信息不会丢失，常用来存放不需要改变的信息(如某些系统程序)，信息一旦写入就固定不变了。

半导体存储器的分类如下图所示。

2、常用的存储器片间译码方法有哪几种？它们各有什么优缺点？（难度：1；知识点：片间地址译码）答：常用的存储器片选控制译码方法有线选法、全译码法和部分译码法。

线选法：当存储器容量不大、所使用的存储芯片数量不多、而CPU 寻址空间远远大于存储器容量时，可用高位地址线直接作为存储芯片的片选信号，每一根地址线选通一块芯片，这种方法称为线选法。

直观简单，但存在地址空间重叠或不连续问题。

全译码法：除了将低位地址总线直接与各芯片的地址线相连接之外，其余高位地址总线全部经译码后作为各芯片的片选信号。

采用全译码法时，存储器的地址是连续的且唯一确定，即无地址间断和地址重叠现象。

部分译码法：将高位地址线中的一部分进行译码，产生片选信号。

该方法常用于不需要全部地址空间的寻址、采用线选法地址线又不够用的情况。

采用部分译码法存在地址空间重叠或不连续问题。

3、某RAM 芯片的存储容量为1024×8位，该芯片的外部引脚应有几条地址线？几条数据线？若已知某RAM 芯片引脚中有15条地址线，8条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？（难度：3；知识点：随机读写存储器RAM ）半导体存储器 随机读写存储器（RAM ） 只读存储器（ROM ） 双极型：速度快，容量MOS 型 静态RAM （SRAM ）：无需刷新 动态RAM （DRAM ）：需刷新 掩膜式的ROM （不可写入） 可编程的PROM （只可写入一次） 可擦除可编程ROM 光擦除的EPROM 电擦除的E 2PROMRAM芯片的存储容量为1024×8位，该芯片的外部引脚应有10条地址线，8条数据线。

第六章存储器系统本章主要讨论内存储器系统，在介绍三类典型的半导体存储器芯片的结构原理与工作特性的基础上，着重讲述半导体存储器芯片与微处理器的接口技术。

6.1 重点与难点本章的学习重点是8088的存储器组织；存储芯片的片选方法（全译码、部分译码、线选）；存储器的扩展方法（位扩展、字节容量扩展）。

主要掌握的知识要点如下：6.1.1 半导体存储器的基本知识1.SRAM、DRAM、EPROM和ROM的区别RAM的特点是存储器中信息能读能写，且对存储器中任一存储单元进行读写操作所需时间基本上是一样的，RAM中信息在关机后立即消失。

根据是否采用刷新技术，又可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。

SRAM是利用半导体触发器的两个稳定状态表示“1”和“0”；DRAM是利用MOS管的栅极对其衬间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”；ROM的特点是用户在使用时只能读出其中信息，不能修改和写入新的信息；EPROM可由用户自行写入程序和数据，写入后的内容可由紫外线照射擦除，然后再重新写入新的内容，EPROM可多次擦除，多次写入。

一般工作条件下，EPROM 是只读的。

2.导体存储器芯片的主要性能指标（1）存储容量：存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量，以存储单元的总位数表示，通常也用存储器的地址寄存器的编址数与存储字位数的乘积来表示。

（2）存储速度：有关存储器的存储速度主要有两个时间参数：TA：访问时间（Access Time），从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间。

TMC：存储周期（Memory Cycle），启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔。

（3）存储器的可靠性：用MTBF—平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures）来衡量。

MTBF越长，可靠性越高。

（4）性能/价格比：是一个综合性指标，性能主要包括存储容量、存储速度和可靠性。

第六章习题一、选择题 1． PROM和 PAL的结构是。

A.PROM的与阵列固定，不可编程B. PROM 与阵列、或阵列均不可编程C.PAL 与阵列、或阵列均可编程D. PAL 的与阵列可编程 2． PAL是指。

A.可编程逻辑阵列B. 可编程阵列逻辑C. 通用阵列逻辑D. 只读存储器 3．当用异步 I/O 输出结构的 PAL 设计逻辑电路时，它们相当于。

A. 组合逻辑电路B. 时序逻辑电路C. 存储器D. 数模转换器 4． PLD器件的基本结构组成有。

A. 输出电路B. 或阵列C. 与阵列D. 输入缓冲电路5． PLD器件的主要优点有。

A. 集成密度高B. 可改写C. 可硬件加密D. 便于仿真测试 6． GAL的输出电路是。

A.OLMCB. 固定的C. 只可一次编程D. 可重复编程7． PLD开发系统需要有。

A. 计算机B. 操作系统C. 编程器D. 开发软件 8．只可进行一次编程的可编程器件有。

A.PALB.GALC.PROMD.PLD 9．可重复进行编程的可编程器件有。

A.PALB.GALC.PROMD.ISP-PLD 10． ISP-PLD 器件开发系统的组成有。

A. 计算机B. 编程器C. 开发软件D. 编程电缆 11．全场可编程（与、或阵列皆可编程）的可编程逻辑器件有。

A.PALB.GALC.PROMD.PLA12.GAL16V8 的最多输入输出端个数为。

A.8 输入 8 输出B.10 输入 10 输出C.16 输入 8 输出D.16 输入 1 输出 13 一个容量为 1K×8 的存储器有个存储单元。

A.8B. 8192C.8000D. 8K14．要构成容量为 4K× 8 的 RAM，需要片容量为 256× 4 的 RAM。

A. 8B.4C. 2D.32 15．寻址容量为 16K× 8 的 RAM需要根地址线。

A. 8B. 4C.14D.16KE. 1616．RAM的地址码有 8 位，行、列地址译码器输入端都为 4 个，则它们的字线加条。

实用文档第6章 p-n 结1、一个Ge 突变结的p 区n 区掺杂浓度分别为N A =1017cm -3和N D =51015cm -3，求该pn 结室温下的自建电势。

解：pn 结的自建电势 2(ln )D A D iN N kTV q n =已知室温下，0.026kT =eV ，Ge 的本征载流子密度1332.410 cm i n -=⨯代入后算得：1517132510100.026ln0.36(2.410)D V V ⨯⨯=⨯=⨯ 4.证明反向饱和电流公式（6-35）可改写为20211()(1)i s n n p pb k T J b q L L σσσ=++ 式中npb μμ=，n σ和p σ分别为n 型和p 型半导体电导率，i σ为本征半导体电导率。

证明：将爱因斯坦关系式p p kT D q μ=和n n kT D qμ=代入式（6-35）得 0000()p n pnS p n n p npn pp nn p J kTn kTp kT L L L L μμμμμμ=+=+因为002i p p n n p =，002i n n n p n =，上式可进一步改写为221111()()S n p i n p i n p p p n n n pp nJ kT n qkT n L p L n L L μμμμμμσσ=+=+实用文档又因为()i i n p n q σμμ=+22222222()(1)i i n p i p n q n q b σμμμ=+=+实用文档即22222222()(1)i i i n p p n q q b σσμμμ==++ 将此结果代入原式即得证2222221111()()(1)(1)n p i i S p n p p n n p p nqkT b kT J q b L L q b L L μμσσμσσσσ=+=⋅⋅+++ 注：严格说，迁移率与杂质浓度有关，因而同种载流子的迁移率在掺杂浓度不同的p 区和n 区中并不完全相同，因而所证关系只能说是一种近似。

习题答案6.1.1解：半导体存储器(semi-conductor memory)是一种以半导体电路作为存储媒体的存储器。

随机存储器、只读存储器。

6.2.1解：字在存储器中定义为一组位或字节。

字长：一个字中所含有的数据位置。

6.2.2解：地址单元256K=28×210=218，即地址码为18位。

6.2.3解：EPROM和EEPROM具有多次擦除重写功能。

PROM6.2.4解：（1）存储单元=64K×1=64K；地址单元64K=26×210=216，地址线为16根；数据线为1根。

（2）存储单元=256K×4=256×1024×4=1M；地址单元256K=28×210=218，地址线为18根；数据线为4根。

（3）存储单元=1M×1=1M；地址单元1M =220，地址线为20根；数据线为1根。

（4）存储单元=128K×8=1M；地址单元128K =217，地址线为17根；数据线为8根。

6.2.5解：存储系统的最高地址=字数+起始地址-1（1）最高地址=2K-1=7FFH （2）16K-1=3FFFH （3）256K-1=3FFFFH6.2.6解：（1）两个3位二进制数相乘，有6位输入，故地址线为6根；2个3位二进制数相乘的最大数是111×111=110001，故数据线为6根；ROM容量=26×6位。

（2）8位二进制数的最大值为11111111，转换为十进制数为255，用BCD码表示为1001010101，即输入8位，输出10位，ROM容量=28×10位。

6.3.1解：DRAM是靠MOS电路中的栅极电容来存储信息的。

由于电容上的电荷会逐渐泄漏，其存储的数据将会丢失。

为避免存储的信息消失，必须定时给电容补充漏掉的电荷，即对DRAM中存储的数据进行周期性的刷新。

SRAM是利用触发器存储数据，没有动态RAM固有的电容放电造成的刷新问题，只要不断电，数据就可以长时间的保留。

第6章 p-n 结1、一个Ge 突变结的p 区n 区掺杂浓度分别为N A =1017cm -3和N D =5⨯1015cm -3，求该pn 结室温下的自建电势。

解：pn 结的自建电势 2(ln )D A D iN N kTV q n =已知室温下，0.026kT =eV ，Ge 的本征载流子密度1332.410 cm i n -=⨯代入后算得：1517132510100.026ln0.36(2.410)D V V ⨯⨯=⨯=⨯ 4.证明反向饱和电流公式（6-35）可改写为20211()(1)i s n n p pb k T J b q L L σσσ=++ 式中npb μμ=，n σ和p σ分别为n 型和p 型半导体电导率，i σ为本征半导体电导率。

证明：将爱因斯坦关系式p p kT D q μ=和n n kT D qμ=代入式（6-35）得 0000()p n pnS p n n p npn pp nn p J kTn kTp kT L L L L μμμμμμ=+=+因为002i p p n n p =，002i n n n p n =，上式可进一步改写为221111()()S n p i n p i n p p p n n n pp nJ kT n qkT n L p L n L L μμμμμμσσ=+=+又因为()i i n p n q σμμ=+22222222()(1)i i n p i p n q n q b σμμμ=+=+即22222222()(1)i i i n p p n q q b σσμμμ==++ 将此结果代入原式即得证2222221111()()(1)(1)n p i i S p n p p n n p p nqkT b kT J q b L L q b L L μμσσμσσσσ=+=⋅⋅+++ 注：严格说，迁移率与杂质浓度有关，因而同种载流子的迁移率在掺杂浓度不同的p 区和n区中并不完全相同，因而所证关系只能说是一种近似。

第六章存储器和可编程器件6.1 填空1、按构成材料的不同，存储器可分为磁芯和半导体存储器两种。

磁芯存储器利用 正负剩磁 来存储数据；而半导体存储器利用 器件的开关状态 来存储数据。

两者相比，前者一般容量较 大 ；而后者具有速度 快 的特点。

2、半导体存储器按功能分有 ROM 和 RAM 两种。

3、ROM 主要由 地址译码器 和 存储矩阵 两部分组成。

按照工作方式的不同进行分类，ROM 可分为 固定内容的ROM 、 PROM 和 EPROM 三种。

4、某EPROM 有8数据线，13位地址线，则其存储容量为 213×8 。

5、PLA 一般由 与ROM 、 或ROM 和 反馈逻辑网络 三部分组成。

6.2 D 0A 0D 1m(3,6,9,12,15)D 2A 1A 0D 3m(0,5,9,13)==∑=⋅=∑⎧⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪ 6.3地址译码器A1A0D3 D2 D1 D0B1B0m 0m 156.4 1。

F Q Q Q Q Q Q Q F Q Q Q Q Q Q Q Q Q F Q Q 110212102210210210310=⋅+⋅+⋅=⋅⋅+⋅+⋅⋅=⋅⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪2、CP F1F2F36.5A AB BC C i-1i-1S i C i6.6 用PLA 实现BCD8421码十进制加法计数器和相应的显示译码电路。

D 1Q1Q1D2 Q2 Q2D3 Q3Q3D4Q4Q49 87654 3210a b c d e f ga b cdef g下面资料为赠送的地产广告语不需要的下载后可以编辑删除就可以，谢谢选择，祝您工作顺利，生活愉快！地产广告语1、让世界向往的故乡2、某沿河楼盘：生活，在水岸停泊3、一江春水一种人生4、某钱塘江边楼盘：面对潮流经典依旧5、海景房：站在家里，海是美景；站在海上，家是美景6、以山水为卖点的楼盘：山水是真正的不动产7、某城区的山腰上的楼盘：凌驾尊贵俯瞰繁华8、某地势较高的楼盘：高人，只住有高度的房子9、某学区房：不要让孩子输在起跑线上10、尾盘：最后，最珍贵11、回家就是度假的生活12、生命就该浪费在美好的事情上我们造城——2、我的工作就是享受生活——3、我家的客厅，就是我的生活名片——4、在自己的阳台看上海的未来——5、公园不在我家里我家住在公园里——6、这里的花园没有四季——7、***，装饰城市的风景——8、***，我把天空搬回家——9、房在林中，人在树下——10、生活，就是居住在别人的爱慕里——11、到〖星河湾〗看看好房子的标准——12、好生活在〖珠江〗——13、爱家的男人住〖百合〗城市岸泊：城市的岸泊，生活的小镇生活之美不缺少，在于发现情趣不在于奢华，在于精彩生活有了美感才值得思考……玫瑰庄园：山地生态，健康人生卓越地段，超大社区一种完整且完善的环境，像原生一样和谐原生景象自然天成人本理念精品建筑知名物业智能安防诚信为本实力铸造比华利山庄：海岸生活——引领世界的生活方式海岸生活——22公里的奢华海岸生活——高尚人生的序曲海岸生活——人与自然的融合苹果二十二院街：人文自然现代铺的蔓伸荣和山水美地：让世界向往的故乡香港时代：时代精英开拓未来领衔建筑，彰显尊贵绿地崴廉公寓：金桥40万平方米德国音乐艺术生活汇都国际：昆明都心，城市引擎财富之都风情之都梦幻之都文化之都商贸之都西部首座巨型商业之城颠峰商圈的原动力，缔造西部财富新领地新江湾城：绿色生态港国际智慧城新江湾城，一座承载上海新梦想的城区上海城投，全心以赴建设知识型，生态型花园城区风和日丽：入住准现楼，升值在望湾区大户，空中花园大格局下的西海岸市中心：市中心少数人的专属颠峰珍贵市中心的稀世名宅正中心城市颠峰领地颠峰勾勒稀世名宅繁华不落幕的居家风景地利皇者尽得先机稀世经典180席阳光国际公寓：阳光金桥来自纽约的生活蓝本钟宅湾：海峡西岸生态人居休闲商务区汇聚国际财富与人居梦想的绝版宝地二十一世纪是城市的世纪，二十一世纪也是海洋的世纪谁控制了海洋，谁就控制了一切站在蓝色海岸的前沿，开启一个新的地产时代东南门户海湾之心海峡西岸生态人居休闲商务区让所有财富的目光聚集钟宅湾，这里每一天都在创造历史上海A座（科维大厦）：创富人生的黄金眼掘金上海！创富人生！远东大厦：花小公司的钱，做大公司的事未来城：无可挑战的优势无可限量的空间绿地集团：居住问题的答疑者，舒适生活的提案人茶马驿栈：精明置业时机享受附加值财富最大化雪山下的世外桃源茶马古道上千年清泉之乡金地格林春岸：城市精英的梦想家园繁华与宁静共存，阔绰身份不显自露建筑覆盖率仅20%，令视野更为广阔占据最佳景观位置，用高度提炼生活完美演绎自然精髓，谱写古城新篇章创新房型推陈出新，阔气空间彰显不凡365天的贴身护卫，阔度管理以您为尊金地格林小城：心没有界限，身没有界限春光永驻童话之城我的家，我的天下东渡国际：梦想建筑，建筑梦想齐鲁置业：传承经典，创新生活比天空更宽广的是人的思想创新远见生活嘉德中央公园：一群绝不妥协的居住理想家完成一座改变你对住宅想象的超越作品极至的资源整合丰富住家的生活内涵苛求的建造细节提升住家的生活品质地段优势，就是永恒价值优势设计优势，就是生活质量优势景观优势，就是生命健康优势管理优势，就是生活品味优势空中华尔兹：自然而来的气质，华尔兹的生活等级享受，没有不可逾越的极限所谓完美的习惯，是舒适空间的心情定格！临江花园：经典生活品质风景中的舞台美林别墅：源欧美经典纯自然空间住原味别墅赏园林艺术淡雅怡景温馨自然钱江时代：核心时代，核心生活核心位置创意空间优雅规划人文景观财富未来城市精神，自然风景，渗透私人空间泰达时尚广场：是球场更是剧场城市经济活力源时尚天津水舞中国未来都会休闲之居创意时尚天天嘉年华健康快乐新境界商旅新天地缔造好生意城市运营战略联盟，参与协作，多方共赢华龙碧水豪园：浪漫一次，相守一生东方莱茵：品鉴品位宜家宜人建筑一道贵族色彩品鉴一方美学空间品位一份怡然自得荡漾一股生命活力坐拥一处旺地静宅体会一种尊崇感受常青花园（新康苑）：新康苑生活感受凌驾常规大非凡生活领域成功人士的生活礼遇拥有与自己身份地位相等的花园社区在属于自己的宴会餐厅里会宾邀朋只与自己品味爱好相同的成功人士为邻孩子的起步就与优越同步酒店式物管礼遇拥有[一屋两公园前后是氧吧]的美极环境水木清华：住在你心里福星惠誉（金色华府）：金色华府，市府街才智名门——释放生命的金色魅力真正了解一个人，要看他的朋友，看他的对手。

第六章存储器和可编程器件
6.1 填空
1、按构成材料的不同，存储器可分为磁芯和半导体存储器两种。

磁芯存储器利用正负剩磁来存储数据；而半导体存储器利用器件的开关状态来存储数据。

两者相比，前者一般容量较大；而后者具有速度快的特点。

2、半导体存储器按功能分有ROM 和RAM 两种。

3、ROM主要由地址译码器和存储矩阵两局部组成。

按照工作方式的不同进行分类，ROM可分为固定内容的ROM 、PROM 和EPROM 三种。

4、某EPROM有8数据线，13位地址线，那么其存储容量为213×8 。

5、PLA一般由与ROM 、或ROM 和反应逻辑网络三局部组成。

6.2
D
A
D
1
m(3,6,9,12,15)
D
2
A
1
A
D
3
m(0,5,9,13)
=
=∑
=⋅
=∑
⎧
⎨
⎪
⎪⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
6.3
6.4 1。

F Q Q Q Q Q Q Q
F Q Q Q Q Q Q Q Q Q F Q Q
11021210
2210210210 310
=⋅+⋅+⋅
=⋅⋅+⋅+⋅⋅
=⋅
⎧
⎨
⎪⎪
⎩
⎪
⎪
2、
6.5
6.6 用PLA实现BCD8421码十进制加法计数器和相应的显示译码电路。