DRAM（动态）存储器

Posted 2020-11-08 夜游星

 

一、DRAM的存储元电路
常见的DRAM存储元电路有四管式和单管式两种，它们的共同特点是靠电容存储电荷的原理来存储信息。电容上存有足够多的电荷表示“1”，电容上无电荷表示“0”。 由于电容存储的电荷会逐渐泄漏，即使电源不掉电，信息也会很快消失，应用中需要定时恢复存储的电荷。与SRAM相比，DRAM具有集成度高，功耗低等特点，目前被广泛应用于各类计算机中。

四管DRAM存储元

二、

刷新操作：由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，时间久了，信息就会丢失。为此，必须设法由外界按一定规律不断给栅极进行充电，补足栅极的信息电荷，这就是所谓“再生”或“刷新”。
设原存信息为“1”，T1管截止，T2管导通。若经过一段时间，T2管栅极上漏失一部分信息电荷，使A端的电压稍小于存“1”时的满值电压。此时，在字选择线上加脉冲，T5、T6开启，A端与位线D相连，从而充电到满值电压，刷新了原存“1”的信息。因此，定时给全部存储单元电路执行一遍读操作，就可以实现信息再生。

三、单管DRAM存储元

为提高芯片的存储密度，现在动态RAM芯片中一般采用图4-9所示的单管动态存储元电路，其中T1管为字选控制管，字选线有效（高电位）使其导通。
读操作：字选择线为“1”，使T1管导通。若原存“1”，则C上电荷通过T1管向位线（数据线）泄放，通过读出放大器形成读“1”信号。反之，若原存“0”，则无泄放电流。因为读出时C电荷泄放，电位下降，所以是破坏性读出，在读出后应有重写操作。

写操作：字选择线为“1”，使T1管导通。要写“1”，在位线（数据线）上加高电位，经T1管对C充电；写“0”则在数据线上加低电位，使CD上无电荷。
刷新操作：由于MOS管栅极电容上存储的电荷会缓慢泄放，超过一定时间（2~3.3ms），就会丢失信息。因此必须定时给栅级电容补充电荷，进行“刷新”操作。

单管DRAM存储元电路

 

四、DRAM存储器芯片的读/写周期  

 

读周期

DRAM的读周期时序如图4-11(a)所示。
为了使芯片能正确地接收行、列地址并实现读操作，各信号的时间关系应符合下面的要求：行地址必须在RAS#信号有效之前送到芯片的地址输入端；CAS#信号应滞后RAS#一段时间，并滞后于列地址送到芯片地址输入端的时间；RAS#、CAS#应有足够的宽度；WE#信号为高，并在CAS#有效之前建立。

图为DRAM时序 

写周期
DRAM的写周期时序如图4-11(b)所示。
有两点需要说明一下：
1、WE#信号为低，并在信号CAS#有效之前建立。
2、数据必须在CAS#有效之前出现在DIN端。

 

 

 五、DRAM的刷新

 

   刷新的实质是先将原存信息读出，再由刷新放大器形成原信息并重新写入的再生过程。由于存储元被访问是随机的，有可能某些存储元长期得不到访问，无读出也就无重写，其原信息必然消失。为此，必须采用定时刷新的方法，规定在一定的时间内，对DRAM的全部存储元电路做一次刷新，这一段时间间隔叫做刷新周期，或叫再生周期，一般取2ms、4ms或8ms。