RAM基本存储电路-了解微机原理及接口技术

RAM分为静态读/写存储器（Static RAM，SRAM）和动态读/写存储器（Dynamic RAM，DRAM）两种，其主要差别在于基本存储电路存储信息的方式不同。

1.SRAM基本存储电路

SRAM基本存储电路是触发器，它通常可以分为六管静态存储电路和四管静态存储电路两种。

六管MOS静态基本存储电路如图5-1所示。VF₁～VF₄组成双稳态触发器，VF₁、VF₂为放大管，VF₃、VF₄为负载管。若VF₁截止，则A点为高电平，使VF₂导通，于是B点为低电平，保证了VF₁的截止，这是一个稳定状态；同样，VF₁导通而VF₂截止，这是另一个稳定状态。因此可用VF₁、VF₂的两种状态表示“1”或“0”。由此可知，SRAM保存信息的特点是和这个双稳态触发器的稳定状态密切相关的。显然，仅仅能保持这两个状态还是不够的，还要对状态进行控制，于是加上了控制管VF₅和VF₆。当地址译码器的某一个输出线送出高电平到VF₅、VF₆控制管的栅极时，VF₅、VF₆导通，控制读/写操作。

图5-1 六管MOS静态基本存储电路

写操作：当地址译码器置选择线为高电平时，选中基本存储电路，使VF₅、VF₆导通，写入信号从读/写线输入。如果要写“1”，则读/写1为高电平，读/写0为低电平，通过VF₅、VF₆与A、B两点相连，则A=“1”，B=“0”，使VF₁截止，VF₂导通。而当写入信号和地址译码信号消失后，VF₅、VF₆截止，该状态仍能保持。如果要写“0”，读/写1为低电平，读/写0为高电平，使VF₁导通，VF₂截止，只要不掉电，这个状态也会一直保持，除非重新写入一个新的数据。

读操作：对所存的内容读出时，仍由地址译码器送来高电平选中基本存储电路，使VF₅、VF₆导通，于是VF₁的状态被送到读/写1上，而VF₂的状态送到读/写0上，这样就读取了所保存的信息。显然，所存储的信息被读出后，所存储的内容并不改变，除非重写一个数据。由此可见，这种存储电路的读出过程是非破坏性的，即信息在读出之后，原存储电路的状态不变。

SRAM基本存储单元是一个RS触发器，因此，其状态是稳定的，但由于每个基本存储单元需由六个MOS管构成，就大大地限制了RAM芯片的集成度。而且VF₁、VF₂组成的双稳态触发器必有一个是导通的，功耗比DRAM大，这是SRAM的两大缺点。其优点是工作速度快，稳定可靠，不需要刷新电路，从而简化了外围电路，使用方便。(www.xing528.com)

2.DRAM基本存储电路

在DRAM中，基本存储电路是利用MOS管的栅极和源极之间的寄生电容（或专门集成的电容）保存电荷的方式来存储信息的，有六管动态存储电路、四管动态存储电路、三管动态存储电路和单管动态存储电路。单管动态存储电路由于集成度高而被广泛应用，其结构如图5-2所示。

该存储电路中只有一个门控管VF，信息存放在分布电容C上，当C充有电荷时，表示其存储的信息为1，当C无电荷时，表示其存储的信息为0。

图5-2 单管MOS动态基本存储电路

写入时，行选择线为1，VF导通，写入信号由列线（数据线）存入电容C中。读出时行选择线为1，存储在电容C上的电荷通过VF输出到数据线上，通过读出放大器即可得到存储信息。但当读出完毕后，C上的电荷被释放完，即原存储的信息被破坏。另外C本身总会有一定程度的漏电，在经过一段时间后，C上的电荷也会自动地消失，造成信息丢失。为使C上的信息能够长期保存，该电路设置了刷新放大器。当进行读数据操作时，读出到位线上的数据同时送到放大器，经放大后再写回到C。当没有进行读/写操作时也必须定期地对C的内容进行重写，即在C上的电荷还没有放完以前，就主动将其内容读出，经放大后再写回C中，即为了保持C上的信息，必须周期性地给存“1”的基本存储电路充电。这种充电过程称为刷新。刷新由刷新电路完成，刷新时间通常为2ms一次。速度要比SRAM慢很多。

这种单管动态存储电路存储1位二进制信息只需一只MOS管，故其集成度高，成本低，功耗小，适合大容量存储器。一般微机系统中的内存多采用DRAM。其缺点是列线对地的寄生电容大，噪声干扰也大。因此，要求C值较大，刷新放大器应有较高的灵敏度和放大倍数。