RAM存储单元简介

存储单元是存储器的核心部分。按工作方式不同可分为静态和动态两类，按所用元件类型又可分为双极型和MOS型两种，因此存储单元电路形式多种多样。

1.六管NMOS静态存储单元

由六只NMOS管（VT1～VT6）组成。VT1与VT2构成一个反相器，VT3与VT4构成另一个反相器，两个反相器的输入与输出交叉连接，构成基本触发器，作为数据存储单元。

VT1导通、VT3截止为0状态，VT3导通、VT1截止为1状态。

VT5、VT6是门控管，由Xi线控制其导通或截止，它们用来控制触发器输出端与位线之间的连接状态。VT7、VT8也是门控管，其导通与截止受Yj线控制，它们是用来控制位线与数据线之间连接状态的，工作情况与VT5、VT6类似。但并不是每个存储单元都需要这两只管子，而是一列存储单元用两只。所以，只有当存储单元所在的行、列对应的Xi、Yj线均为1时，该单元才与数据线接通，才能对它进行读或写，这种情况称为选中状态。

图9.2.6　六管NMOS静态存储单元

2.双极型晶体管存储单元

图9.2.7是一个双极型晶体管存储单元电路，它用两只多发射极三极管和两只电阻构成一个触发器，一对发射极接在同一条字线上，另一对发射极分别接在位线B和上。

图9.2.7　双极型晶体管存储单元(www.xing528.com)

在维持状态，字线电位约为0.3V，低于位线电位（约1.1V），因此存储单元中导通管的电流由字线流出，而与位线连接的两个发射结处于反偏状态，相当于位线与存储器断开。处于维持状态的存储单元可以是VT1导通、VT2截止（称为0状态），也可以是VT2导通、VT1截止（称为1状态）。

当单元被选中时，字线电位被提高到2.2V左右，位线的电位低于字线，于是导通管的电流转而从位线流出。

3.四管动态MOS存储单元

动态MOS存储单元存储信息的原理，是利用MOS管栅极电容具有暂时存储信息的作用。由于漏电流的存在，栅极电容上存储的电荷不可能长久保持不变，因此为了及时补充漏掉的电荷，避免存储信息丢失，需要定时地给栅极电容补充电荷，通常把这种操作称作刷新或再生。

如图9.2.8所示是四管动态MOS存储单元电路。VT1和VT2交叉连接，信息（电荷）存储在C1、C2上。C1、C2上的电压控制VT1、VT2的导通或截止。当C1充有电荷（电压大于VT1的开启电压），C2没有电荷（电压小于VT2的开启电压）时，VT1导通、VT2截止，我们称此时存储单元为0状态；当C2充有电荷，C1没有电荷时，VT2导通、VT1截止，我们则称此时存储单元为1状态。VT3和VT4是门控管，控制存储单元与位线的连接。

VT5和VT6组成对位线的预充电电路，并且为一列中所有存储单元所共用。在访问存储器开始时，VT5和VT6栅极上加“预充”脉冲，VT5、VT6导通，位线B和被接到电源VDD而变为高电平。当预充脉冲消失后，VT5、VT6截止，位线与电源VDD断开，但由于位线上分布电容CB和的作用，可使位线上的高电平保持一段时间。

当进行写操作时，RAM的数据输入端通过数据线、位线控制存储单元改变状态，把信息存入其中。

图9.2.8　四管动态MOS存储单元