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半导体存储器
（2）一次性可编程ROM（PROM）。出厂时，存储内容全为1（或全为0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程一次。
半导体存储器
一． ROM的分类
按照数据写入方式特点不同，ROM可分为以下几种：
（1）固定ROM。厂家把数据写入存储器中，用户无法进行任何修改。
（3）光可擦除可编程ROM（EPROM）。采用浮栅技术生产的可编程存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程。
（5）快闪存储器（Flash Memory）。也是采用浮栅型MOS管，存储器中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入方式与EPROM相同，一般一只芯片可以擦除/写入100万次以上。
（4）电可擦除可编程ROM（E2PROM）。也是采用浮栅技术生产的可编程ROM，但是构成其存储单元的是隧道MOS管，是用电擦除，并且擦除的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。E2PROM的电擦除过程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上）。
适合于大批量生产使用，性价比高。
适合于小批量试产使用，有保密位，可以加密。价格较高。
程序调试期间使用
二．ROM的结构及工作原理
ROM结构
译码驱动
MXN矩阵
字X位
读出放大，
选择电路
A1
A2
An
W0
W1
WM-1
B0
B1
BN-1
字线
位线
由三部分组成：
☆ 地址译码器
☆ 存储矩阵
☆ 读出放大，选择电路
当地址译码器选中某一个字线后，该字线的若干位同时读出。
212＝4096字XN位
（N=8、16、32）
地址码输入
☆ 12位地址
读写
控制
ROM的基本工作原理：
由地址译码器
和或门存储矩阵组成。
例：存储容量为4×4的ROM
ROM真值表
7.4.1 固定ROM
地 址 存 储 内 容
A1 A0 D3 D2 D1 D0
0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1
1 0 1 0
0 1 1 1
1 1 1 0
1
1
输出缓冲
VCC
A1
A0
D1
D3
D2
D0
地址译码器
存储单元
字线
分析已存入数据的固定ROM电路。（二极管作存储单元）
☆ 地址译码器
☆ 存储单元
地址译码器是一个与门阵列，每一个字线对应一个最小项，且是全部最小项。
存储单元是一个或门阵列，每一个位线是将所对应的与项相加，是最小项之和。
位线
（1）电路组成：
（2）输出信号表达式：
１．二极管固定ROM
1
1
输出缓冲
VCC
A1
A0
D1
D3
D2
D0
地址译码器
存储单元
☆ 地址译码器（字线）和存储矩阵（位线）之间的关系。
A1 A0 D3 D2 D1 D0
0 0 0 1 0 1
0 1 1 0 1 0
1 0 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
字线W和位线D的每个交叉点都是一个存储单元。交叉点接二极管时相当于存1，没有接二极管相当于存0。交叉点的数目就是存储单元数。
存储容量＝字数X位数
＝4X4
交叉点还可以接三极管、MOS管等。
只有W0为1其余为字线为0
0
1
1
0
有0为0，全1为1。
有1为1，全0为0。
或阵列
与阵列
1
1
&
&
&
&
≥1
≥1
≥1
≥1
●
●
●
●
●
●
●
●
A1
A0
W0
W1
W2
W3
Y3
Y2
Y1
Y0
●
●
●
●
●
●
●
●




W0
Y0
R
( b ) 或门Y0
W1
W2
W3
( c ) 地址译码器和存储矩阵的阵列图
图7-4-1 4×4位二极管固定ROM
　　固定ROM的阵列图由与阵列和或阵列组成。与阵列和地址译码器相对应，用实心点标注地址码；或阵列对应于存储矩阵，实心点表示接有二极管。
D3
Y3
Y2
Y1
Y0
W0
A0
A1
地 址 译 码 器
W1
W2
W3
D2
D1
D0
1
1
1
1
VDD
图7-4-2 4×4 NMOS管固定ROM
２．MOS管固定ROM
　　字线和位线的交叉处代表一个存储单元，有NMOS管表示存1，否则表示存0。
　　
A1 A0 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1
1 0 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1
7.4.2 可编程ROM（ PROM ）
　　 PROM在出厂时，存储的内容为全1（或全0），用户可根据需要将某些单元改写为0（或1）。
VCC
Ｗi
T
Yj
AW
DZ
AR
Dj
图7-4-3 双极型PROM存储
　　单元和读/写放大器
读/写放大
器(1路)
熔丝
　　特点：工作速度快，但只能进行一次性编程处理。
　　用户编程：
　　选择相应地址，使Ｗi＝1；在Dj端施加高电压正脉冲，使得AW输出为低电平，有较大的脉冲电流从VCC经三极管流过熔丝，并将熔丝熔断，从而使本单元信息改写为0。
编程前的PROM
存储
矩阵
字线
位线
二极管PROM的结构示意图
7.4.2 可编程ROM（ PROM ）
编程后的PROM
地 址
A1
A0
D3
D2
D1
D0
内 容
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
EPROM封装出厂时，浮栅均无电荷，存储单元的信息为全１。
浮栅是与四周绝缘的一块导体
控制栅上加正电压，P 型衬底上部感生出电子，可产生N 型反型层使NMOS管导通
如果浮栅带负电，则在衬底上部感生出正电荷，阻碍控制栅开启MOS 管。开启需要更高的电压。
加相同栅电压时，浮栅带电与否，表现为MOS管的通和断
叠栅（SIMOS）管用浮栅是否累积有负电荷来存储二值数据。
3～4μm
N+
N+
SiO2
P型硅衬底
S
G
D
控制栅
(多晶硅)
浮　栅
(多晶硅)
图7-4-5 叠层栅MOS管剖面示意图
　　用户编程（写0）：漏极和源极（接地）之间加高电压，控制栅极加高电压脉冲,形成雪崩效应，产生大量高能电子，在栅极高电压的吸引下，穿透栅极绝缘层，部分堆积在浮栅上使浮栅带负电。
擦除：用紫外线照射使浮栅上电子形成光电流释放，一般可擦写几百次。
保存时间：在不受光线干扰的情况下，可保存10年。
3～4μm
N+
N+
SiO2
P型硅衬底
S
G
D
控制栅
(多晶硅)
浮　栅
(多晶硅)
图7-4-5 叠层栅MOS管剖面示意图
擦除时间长，10~20分钟
整片擦除
写入一般需要专门的工具

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