第八章半导体存储器
- 格式:ppt
- 大小:1.49 MB
- 文档页数:54
半导体器件柔性可拉伸半导体器件第8部分:柔性电阻存储器延展性、柔韧性和稳定性测试方法1 范围本文件描述了用于评价柔性电阻存储器延展性、柔韧性和稳定性的术语和测试方法。
对测试方法的说明包括了试验流程和所用设备。
本文件还包括环境温度和相对湿度等测试条件的通用要求。
本文件中描述的测试方法侧重于评价稳定性,而不是可靠性。
2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1柔性电阻存储器flexible resistive memory通过改变介电材料的电阻来实现存储功能的柔性器件。
3.2弯曲半径bending radius按内部曲率测量的管道、管材、板材、电缆或软管等材料可弯曲的最小半径。
3.3低阻态resistance of low resistance stateLRS由施加较高电压(单极性转变)或正向偏压(双极性转变)所引发的一种稳定电阻状态。
3.4高阻态resistance of high resistance stateHRS由施加较低电压(单极性转变)或反向偏压(双极性转变)所引发的一种稳定电阻状态。
3.5置位电压set voltage用于转换至低电阻状态的电压。
3.6复位电压reset voltage用于转换至高电阻状态的电压。
总则4测试方法4.1 本文件适用于柔性电阻存储器,用于评价其延展性、柔韧性和稳定性。
这种类型的半导体器件主要用于与柔性或可穿戴相关的电子产品,这些电子产品在使用时通常会被拉伸或弯折。
因此,器件能在机械形变下保持其主要性能参数至关重要。
本标准的第1部分描述了详细的性能参数和测试流程,本文件中的表1汇总了适用于电阻存储器的性能参数和测试流程。
本文件着重于测试延展性、柔韧性和稳定性的试验方法,并包括对试验设置的描述。
机械形变会引发电阻存储器性能退化率增加,是电阻存储器可靠性最显著的问题之一。
这种性能退化是由此类半导体器件所使用的电极和阻变材料中的裂纹造成的。
半导体器件物理教案课件PPT第一章:半导体物理基础知识1.1 半导体的基本概念介绍半导体的定义、特点和分类解释n型和p型半导体的概念1.2 能带理论介绍能带的概念和能带结构解释导带和价带的概念讲解半导体的导电机制第二章:半导体材料与制备2.1 半导体材料介绍常见的半导体材料,如硅、锗、砷化镓等解释半导体材料的制备方法,如拉晶、外延等2.2 半导体器件的制备工艺介绍半导体器件的制备工艺,如掺杂、氧化、光刻等解释各种制备工艺的作用和重要性第三章:半导体器件的基本原理3.1 晶体管的基本原理介绍晶体管的结构和工作原理解释n型和p型晶体管的概念讲解晶体管的导电特性3.2 半导体二极管的基本原理介绍半导体二极管的结构和工作原理解释PN结的概念和特性讲解二极管的导电特性第四章:半导体器件的特性与测量4.1 晶体管的特性介绍晶体管的主要参数,如电流放大倍数、截止电流等解释晶体管的转移特性、输出特性和开关特性4.2 半导体二极管的特性介绍半导体二极管的主要参数,如正向压降、反向漏电流等解释二极管的伏安特性、温度特性和频率特性第五章:半导体器件的应用5.1 晶体管的应用介绍晶体管在放大电路、开关电路和模拟电路中的应用解释晶体管在不同应用电路中的作用和性能要求5.2 半导体二极管的应用介绍半导体二极管在整流电路、滤波电路和稳压电路中的应用解释二极管在不同应用电路中的作用和性能要求第六章:场效应晶体管(FET)6.1 FET的基本结构和工作原理介绍FET的结构类型,包括MOSFET、JFET等解释FET的工作原理和导电机制讲解FET的输入阻抗和输出阻抗6.2 FET的特性介绍FET的主要参数,如饱和电流、跨导、漏极电流等解释FET的转移特性、输出特性和开关特性分析FET的静态和动态特性第七章:双极型晶体管(BJT)7.1 BJT的基本结构和工作原理介绍BJT的结构类型,包括NPN型和PNP型解释BJT的工作原理和导电机制讲解BJT的输入阻抗和输出阻抗7.2 BJT的特性介绍BJT的主要参数,如放大倍数、截止电流、饱和电流等解释BJT的转移特性、输出特性和开关特性分析BJT的静态和动态特性第八章:半导体存储器8.1 动态随机存储器(DRAM)介绍DRAM的基本结构和工作原理解释DRAM的存储原理和读写过程分析DRAM的性能特点和应用领域8.2 静态随机存储器(SRAM)介绍SRAM的基本结构和工作原理解释SRAM的存储原理和读写过程分析SRAM的性能特点和应用领域第九章:半导体集成电路9.1 集成电路的基本概念介绍集成电路的定义、分类和特点解释集成电路的制造工艺和封装方式9.2 集成电路的设计与应用介绍集成电路的设计方法和流程分析集成电路在电子设备中的应用和性能要求第十章:半导体器件的测试与故障诊断10.1 半导体器件的测试方法介绍半导体器件测试的基本原理和方法解释半导体器件测试仪器和测试电路10.2 半导体器件的故障诊断介绍半导体器件故障的类型和原因讲解半导体器件故障诊断的方法和步骤第十一章:功率半导体器件11.1 功率二极管和晶闸管介绍功率二极管和晶闸管的结构、原理和特性分析功率二极管和晶闸管在电力电子设备中的应用11.2 功率MOSFET和IGBT介绍功率MOSFET和IGBT的结构、原理和特性分析功率MOSFET和IGBT在电力电子设备中的应用第十二章:光电器件12.1 光电二极管和太阳能电池介绍光电二极管和太阳能电池的结构、原理和特性分析光电二极管和太阳能电池在光电子设备中的应用12.2 光电晶体管和光开关介绍光电晶体管和光开关的结构、原理和特性分析光电晶体管和光开关在光电子设备中的应用第十三章:半导体传感器13.1 温度传感器和压力传感器介绍温度传感器和压力传感器的结构、原理和特性分析温度传感器和压力传感器在电子测量中的应用13.2 光传感器和磁传感器介绍光传感器和磁传感器的结构、原理和特性分析光传感器和磁传感器在电子测量中的应用第十四章:半导体器件的可靠性14.1 半导体器件的可靠性基本概念介绍半导体器件可靠性的定义、指标和分类解释半导体器件可靠性的重要性14.2 半导体器件可靠性的影响因素分析半导体器件可靠性受材料、工艺、封装等因素的影响14.3 提高半导体器件可靠性的方法介绍提高半导体器件可靠性的设计和工艺措施第十五章:半导体器件的发展趋势15.1 纳米晶体管和新型存储器介绍纳米晶体管和新型存储器的研究进展和应用前景15.2 新型半导体材料和器件介绍石墨烯、碳纳米管等新型半导体材料和器件的研究进展和应用前景15.3 半导体器件技术的未来发展趋势分析半导体器件技术的未来发展趋势和挑战重点和难点解析重点:1. 半导体的基本概念、分类和特点。
第八章半导体存储器§8.1 概述§8.2 只读存储器( ROM )§8.3 读写存储器( RAM )§8.1 概述存储器是用来存储二值数字信息的大规模集成电路,是进一步完善数字系统功能的重要部件。
它实际上是将大量寄存器按一定规律结合起来的整体,可以被比喻为一个由许多房间组成的大旅馆。
每个房间有一个号码(地址码),每个房间内有一定内容(一个二进制数码,又称为一个“字”)。
半导体存储器可分为两大类:(1) 只读存储器(ROM )(2) 读写存储器(RAM )§8.2 只读存储器( ROM )R ead O nly M emory只读存储器,工作时其存储的内容固定不变。
因此,只能读出,不能随时写入,所以称为只读存储器。
8.2.1 ROM的基本结构及工作原理ROM主要由地址译码器、存储矩阵和输出电路三部分组成。
下图是由二极管构成的ROM电路:输出电路存储矩阵字线位线A 1A 0A 1A 0A 1A 0A 1A 0A 1A 0D 3D 2D 1D 0-V CC译码器K: 输出控制端W 3W 0W 2W 1000101110011001001地址A 1A 0D 3D 2D 1D 0内容A 1A 0A 1A 0A 1A 0A 1A 0A 1A 0D 3D 2D 1D 0-V CC译码器K: 输出控制端给出任意一个地址码,译码器与之对应的字线变为高电平,进而从位线上便可输出四位数字量。
字线位线图中存储器的内容如左表+V CCW 3W 0W 1W 2左图是使用MOS 管的ROM 矩阵:字线和位线间有MOS 管的单元存储“0”,无MOS 管的单元存储“1”。
在前面介绍的两种存储器中,其存储单元中的内容在出厂时已被完全固定下来,使用时不能变动,称为固定ROM 。
有一种可编程序的ROM ,在出厂时全部存储“1”,用户可根据需要将某些单元改写为“0”,然而只能改写一次,称其为PROM 。
第八章半导体存储器和可编程逻辑器件一、填空题1、一个10位地址码、8位输出的ROM,其存储容量为或。
2、将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM。
该ROM有根地址线,有根数据读出线。
二、综合题1、试写出图6-1所示阵列图的逻辑函数表达式和真值表,并说明其功能。
01F2F3图6-1 例6-1逻辑图2、试用256×4位的RAM扩展成1024×8位存储器。
3、下列RAM各有多少条地址线?⑴512×2位⑵1K×8位⑶2K×1位⑷16K×1位⑸256×4位⑹64K×1位4、写出由ROM所实现的逻辑函数的表达式。
(8分)Y1Y25、四片16×4RAM 和逻辑门构成的电路如图6-7所示。
试回答:AB AB 4AB AB 0地址线数据线图6-7 多片RAM 级联逻辑图⑴单片RAM 的存储容量,扩展后的RAM 总容量是多少?⑵图6-7所示电路的扩展属位扩展,字扩展,还是位、字都有的扩展? ⑶当地址码为00010110时,RAM0~RAM3,哪几片被选中?6.用ROM 设计一个组合逻辑电路,用来产生下列一组逻辑函数。
画出存储矩阵的点阵图。
D C B A D C B A D C B A D C B A Y ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=1 D C B A D C B A D C B A D C B A Y ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=2 D C B D B A Y ⋅⋅+⋅⋅=3D B D B Y ⋅+⋅=47、画出实现下面双输出逻辑函数的PLD 表示。
D C AB CD B A D C B A D C B A D C B A f ABCC B A C B A C B A f ),,,( ),,(21+++=++=三、简答题1、可编程逻辑器件是如何进行分类的?2、GAL16V8的OLMC 中4个数据选择器各有多少功能?3、ROM 和RAM 有什么相同和不同之处?ROM 写入信息有几种方式?4、为什么用ROM 可以实现逻辑函数式?第八章 习题答案一、填空题1、2138K 2、11 16 二、综合题1、解:根据与阵列的输出为AB 的最小项和阵列图中有实心点·为1,无·为0,可以写出AB W F ==30B A AB B A B A W W W F +=++=++=3211B A B A B A F ⊕=+=2AB B A B A B A B A W W W F =+=++=++=2103从上述逻辑表达式可以看出,图6-1所示阵列图实现了输入变量A 、B 的四种逻辑运算:与、或、异或和与非。
第5章半导体存储器存储器是计算机记忆或暂存数据的部件,计算机中的全部信息,包括原始的输入数据。
经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。
而且,控制计算机运行的各种程序,即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。
通常说的存储器分为内存储器(主存)和外存储器(辅存)两种,为了解决CPU、内存、外存之间速度不一致(数量级上的差别)的问题,目前的大部分微型计算机系统中存储器系统采用多级分级结构,微型计算机系统中存储信息的场所有CPU内的寄存器、高速缓存(Cache)、内存储器和外存储器,其存储层次如图5.1所示,本章主要阐述主存储器。
5.1 概述主存储器也称内存,位于系统主机的内部,CPU可以直接对其中的单元进行读/写操作。
主存一般是采用半导体集成电路工艺制成的存储数据信息的半导体电子器件,简称半导体存储器。
这种存储器的主要优点是:①存储单元阵列和主要外围逻辑电路制作在同一个硅芯片上,输出和输入电平可以做到同片外的电路兼容和匹配。
这可使计算机的运算和控制与存储两大部分之间的接口大为简化;②数据的存入和读取速度比磁性存储器约快三个数量级或更多,可大大提高计算机运算速度;③利用大容量半导体存储器使存储体的体积和成本大大缩小和下降。
因此,在计算机高速存储方面,半导体存储器已全部替代了过去的磁性存储器。
用作大规模集成电路的半导体存储器是1970年前后开始生产的1千位动态随机存储器。
随着工艺技术的改进,到1984年这类产品就已达到每片1兆位的存储容量。
图5.1 计算机系统存储系统层次主存储器是按地址存取信息的。
一般用随机存储器作主存储器。
存取数据的时间与数据所在存储单元的地址无关。
主存储器工作时,首先由中央处理器将地址送至存储器的地址寄存器并译码,同时接收由中央处理器发出“读”或“写”命令。
于是,存储器就按照地址译码器的输出确定相应的存储单元。
如果是读命令,则将存储单元的代码读出并送往代码缓冲寄存器;如果是写命令,代码缓冲寄存器接收新代码,接着写入存储体。