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半导体存储电路

news 2026/2/7 18:33:43

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存储电路

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存储单元：只能存储一位数据
寄存器：存储一组数据

存储单元

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静态存储单元：包含锁存器和触发器，只要不断电，静态存储单元的状态会一直保持下去。
动态存储单元：利用电容的电荷存储效应来存储数据。速度低于静态存储单元，且存在泄露。

存储器

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随机存储器（Random Access Memory）：可以随时从其中快速的读出或写入数据
只读存储器（Read-Only Memory）：在正常的读写工作状态下，只能从其中读出数据

随机存储器

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静态随机存储器（Static Random Access Memory）：采用静态存储单元
动态随机存储器（Dynamic Random Access Memory）：采用动态存储单元

只读存储器

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掩模ROM（Mask Read-Only Memory）：不可对其进行更改。
可编程ROM（Programmable Read-Only Memory）：可以根据用户需要写入，但写入后不可更改。
可擦除的可编程ROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）：可以重复写入和更改。
可被电信号擦除的EPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）：U盘和其他便携存储设备用的就是一种E2PROM，也就是“闪存”（Flash Memory）。

SR锁存器

静态存储单元中最基本、也是电路中最简单的一种。
通常由两个或非门或者与非门组成

或非门组成

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状态分析

真值表

与非门组成

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真值表

触发器

触发器比锁存器多了一个触发信号输入端。只有当触发信号来到时，触发器才会置1、0。
这个触发信号称为时钟（CLOCK），记为CLK。

当有多个触发器需要同时动作时，就可以加一个时钟信号作为同步控制信号。

工作方式

电平触发、边沿触发、脉冲触发

电平触发

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状态分析

真值表

单端信号输入
D触发器

边沿触发

输入信号的状态在 CLK信号的下降沿（或上升沿）被确定并输出，与边沿变化之前和之后没有关系。
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当 CLK 为低的时候，第一个D触发器的时钟为高，输出信号不确定，可以被改变，
由于此时第二个D触发器的时钟为低，无法获取第一个D触发器的输出。
当CLK 变为高的时候，第一个D触发器的时钟为低，输出被确定，并输入到第二个D触发器，
此时第二个D触发器的时钟为高，获取第一个D触发器的输出并输出。

特性表
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脉冲触发

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当时钟为高电平时，第一个触发器的状态可以改变。第二个触发器状态不可以被改变。
当时钟为高电平时，第一个触发器的状态不可以改变。第二个触发器状态可以被改变。

寄存器

由N个触发器组成，通常是把每个触发器的输入端和输出端都直接引出。

存储器

存储器由于引脚数目有限，所以不可能将所有的触发器引脚全部引出，所以给每个存储单元编写了一个地址。