Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Запоминающие элементы




Известны конденсаторные ЗЭ разной сложности. В последнее время практически всегда применяют однотранзисторные ЗЭ — лидеры компактности, размеры которых настолько малы, что на их работу стали влиять даже -частицы, излучаемые элементами корпуса ИС.


Электрическая схема и конструкция одно-транзисторного ЗЭ показаны на рисунок 8.16.

 

Рисунок 8.16

Ключевой транзистор отключает запоминающий конденсатор от линии записи-считывания или подключает его к ней. Сток транзистора не имеет внешнего вывода и образует одну из обкладок конденсатора. Другой обкладкой служит подложка. Между обкладками расположен тонкий слой диэлектрика — оксида кремния SiО2.

В режиме хранения ключевой транзистор заперт. При выборке данного ЗЭ на затвор подается напряжение, отпирающее транзистор. Запоминающая емкость через проводящий канал подключается к линии записи-считывания и в зави­симости от заряженного или разряженного состояния емкости различно влия­ет на потенциал линии записи-считывания. При записи потенциал линии за­писи-считывания передается на конденсатор, определяя его состояние.

Процесс чтения состояния запоминающего элемента. Фрагмент ЗУ (рисунок 8.17) показывает ЗЭ, усилитель считывания УС а также ключи К1 и КО соответ­ственно записи единицы и нуля.

К линии записи-считывания (ЛЗС) подключено столько ЗЭ, сколько строк имеется в запоминающей матрице. Особое значение имеет емкость ЛЗС Сл, в силу большой протяженности линии и большого числа подключенных к ней транзисторов многократно превышающая емкость ЗЭ.

Перед считыванием производится предзаряд ЛЗС. Имеются варианты ЗУ с предзарядом ЛЗС до уровня напряжения питания и до уровня его половины.

Рассмотрим последний вариант в силу его большей схемной простоты. Итак, перед считыванием емкость Сл заряжается до уровня Uсс/2. Будем считать, что хранение единицы соответствует заряженной емкости С3, а хранение нуля — разряженной.

При считывании нуля к ЛЗС подключается емкость С3, имевшая нулевой заряд. Часть заряда емкости Сл перетекает в емкость С3, и напряжения на них уравниваются. Потенциал ЛЗС снижается на величину , которая и является сигналом, поступающим на усилитель считывания.

 

Рисунок 8.17

При считыва­нии единицы, напротив, напряжение на С3 составляло вначале величину Uсс и превышало напряжение на ЛЗС. При подключении С3 к ЛЗС часть заряда стекает с запоминающей емкости в Сл и напряжение на ЛЗС увеличивается на . Графики сигналов при считывании нуля и единицы показаны на рисунке 8.18.

Рисунок 8.18

Мерами преодоления отмеченных недостатков служат способы увеличения емкости С3 (без увеличения площади ЗЭ), уменьшения емкости ЛЗС и применение усилителей-регенераторов для считывания данных.

В направлении увеличения С3 можно указать разработку фирмой Сименс нового диэлектрика (двуокиси титана ТiO2), имеющего диэлектрическую постоянную в 20 раз большую, чем SiO2- Это позволяет при той же емкости сократить площадь ЗЭ почти в 20 раз или увеличить С3 даже при уменьше­нии ее площади. Имеются и варианты с введением в ЗЭ токоусиливающих структур, что также эквивалентно увеличению емкости ЗЭ.


Уменьшения емкости ЛЗС можно достичь «разрезанием» этой линии на две половины с включением дифференциального усилителя считывания в разрыв между половинами ЛЗС (рисунок 8.19, а). Очевидно, что такой прием вдвое уменьшает емкость линий, к которым подключаются запоминающие емкости, т.е. вдвое увеличивает сигнал .

а) б)

Рисунок 8.19





©2015- 2017 megalektsii.ru Права всех материалов защищены законодательством РФ.