只讀存儲(chǔ)器(ROM)是一種半導(dǎo)體集成電路的功能作為數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)編程的永久存儲(chǔ)設(shè)備。
簡(jiǎn)介
只讀存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng) ROM)所存數(shù)據(jù),一般是在裝入整機(jī)前事先寫(xiě)好的。整機(jī)工作過(guò)程中只能從只讀存儲(chǔ)器中讀出事先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),而不象隨機(jī)存儲(chǔ)器那樣能快速地、方便地加以改寫(xiě)。由于 ROM 所存數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定、不易改變、即使在斷電后所存數(shù)據(jù)也不會(huì)改變;其次,它的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單,讀出又比較方便,因而常用于存儲(chǔ)各種固定程序和數(shù)據(jù)。
結(jié)構(gòu)
半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元為一個(gè)半導(dǎo)體器件,如二極管、雙極型
晶體管或 MOS 型晶體管,它位于字線(xiàn)和位線(xiàn)交叉處。以增強(qiáng)型 N 溝道 MOS 晶體管為例,其柵引出線(xiàn)接字線(xiàn),漏引出線(xiàn)接位線(xiàn),源引出線(xiàn)接地。當(dāng)字線(xiàn)為高電平時(shí),晶體管導(dǎo)通,位線(xiàn)輸出低電平(邏輯“0”)。若交叉點(diǎn)處沒(méi)有連接晶體管,則位線(xiàn)被負(fù)載晶體管拉向高電平(邏輯“1”)。其他未選中的字線(xiàn)都處于低電平,所有掛在字線(xiàn)上的晶體管都是不導(dǎo)通的,所以不影響位線(xiàn)的輸出電平。這樣,以字線(xiàn)和位線(xiàn)交叉點(diǎn)是否連有晶體管來(lái)決定該點(diǎn)(存儲(chǔ)單元)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是“0”還是“1”。
只讀存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)功能,是以在制造過(guò)程中所用掩模決定的,所以也稱(chēng)掩模只讀存儲(chǔ)器。實(shí)際應(yīng)用中除了少數(shù)品種的只讀存儲(chǔ)器(如字符發(fā)生器等)可以通用之外,不同用戶(hù)所需只讀存儲(chǔ)器的內(nèi)容是不相同的。為便于用戶(hù)使用,又適于工業(yè)化大批量生產(chǎn),后來(lái)出現(xiàn)了可編程序的只讀存儲(chǔ)器。其電路設(shè)計(jì)是在每個(gè)存儲(chǔ)單元(如肖特基二極管)上都串接一熔絲。正常工作狀態(tài)下,熔絲起導(dǎo)線(xiàn)作用;當(dāng)在與之相連的字線(xiàn)、位線(xiàn)上加大工作偏壓時(shí),熔絲被熔斷。用這種辦法,用戶(hù)可以自己編寫(xiě)并存儲(chǔ)所需的數(shù)據(jù)。
可編程序只讀存儲(chǔ)器的任一單元都只能寫(xiě)一次,這還是很不方便的。為了解決這一問(wèn)題,又出現(xiàn)了可擦可編程序只讀存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器采用最多的是浮柵雪崩注入 MOS 單元。當(dāng)在選定單元的源引出線(xiàn)或漏引出線(xiàn)上加足夠高的電壓使器件發(fā)生雪崩擊穿時(shí),高能熱電子穿過(guò)柵氧化層注入到懸浮柵上去,使浮柵帶電,從而改變溝道導(dǎo)通狀態(tài),達(dá)到寫(xiě)入的目的:擦去是通過(guò)紫外光照射完成的。紫外光的照射使懸浮柵上的電子能得到足夠能量穿透柵氧化層勢(shì)壘,從而使浮柵消除帶電狀態(tài)。
特點(diǎn)
電可改寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器是新出現(xiàn)的一種只讀存儲(chǔ)器。它的原理是在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,通過(guò)隧道效應(yīng)將電子注入到浮柵上去,或反過(guò)來(lái)將電子從浮柵上拉走。這樣,就可以通過(guò)電學(xué)方法方便地對(duì)只讀存儲(chǔ)器進(jìn)行擦和寫(xiě)。
可擦可編程序只讀存儲(chǔ)器的寫(xiě)入速度比較慢,每位寫(xiě)入速度約需幾十至幾百毫秒,寫(xiě)完整片存儲(chǔ)器需要幾十到幾百秒:擦去速度則更慢,在一般紫外光源照射下需幾十分鐘。電可改寫(xiě)只讀存儲(chǔ)器擦、寫(xiě)速度比之讀出速度尚慢好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
分類(lèi)
半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器可以分為以下四種:掩膜式 ROM(MROM),一次可編程 ROM(PROM),可擦除可編程 ROM(EPROM),閃速存儲(chǔ)器。