24. Динамические озу. Запоминающая ячейка динамического озу и способы записи-считывания информации. Параметры динамических…

В ЭЗЭ динамических ОЗУ информация хранится в виде заряда на конденсаторе. При этом для отожде­ствления напряжения на конденсаторе со значением лог. 0 или лог. 1 оно должно иметь уровни, расположенные в определенном диапазоне.

Использование памяти такого типа технически оправдано только в случае, когда время хранения информации t_xp существенно больше времени, необходимого для ее восстановления. Последнее требует увеличения приведенного со­противления саморазряда конденсатора, под которым понимается некоторое эквивалентное сопротивление, включенное параллельно конденсатору и учитывающее как собственный саморазряд конден­сатора, так и разряд по внешним цепям. Желание увеличить это сопротивление привело к использованию в ЭЗЭ динамических ОЗУ только полевых транзисторов.

Казалось бы, что увеличить время хранения информации в та­ких ОЗУ можно за счет увеличения емкости конденсатора. Однако, во-первых, при неизменных параметрах цепей заряда-разряда та­кое решение не изменяет время хранения и, во-вторых, требует увеличения пло­щади конденсатора. Последнее, применительно к полупроводни­ковой технологии, ведет к уменьшению числа конденсаторов, ко­торые можно разместить на кристалле заданной площади, т. е. к уменьшению объема хранимой в ИС информации. Следователь­но, этот способ не совместим с полупроводниковой технологией.

Как следует из принципа работы, особенностью динамических ОЗУ является необходимость периодического восстановления (ре­генерации) заряда на конденсаторах. Для этого информация с ЭЗЭ периодически считывается и затем повторно записывается с восстановлением требуемого уровня напряжения.

По сравнению со статическими, динамические ОЗУ обладают меньшим быстродействием, но они существенно проще, дешевле и обеспечивают очень высокую степень интеграции, т. е. предпола­гают разработку ИС с большим объемом хранимой информации.

Рассмотрим работу динамического ЭЗЭ на примере однотранзисторного элемента. В данной схеме реализован принцип одномерной адресации. Собственно ЭЗЭ включает конденсатор С_п и транзисторный ключ VT1, подключающий этот конденсатор к шине данных (ШД). Затвор транзистора VT 1 под­ключен к выходу дешифратора адреса CS. Поэтому при появлении на данном выходе дешифратора напряжения высокого уровни транзистор VTI открывается, подключая конденсатор С_п к ШД. В этом случае в зависимости от режима работы можно либо считать уже имеющуюся информацию, либо записать новую.

К ШД подключен затвор транзистора VT2, выполняющего роль усилителя считывания. После подключения нужного конденсатора к ШД с выхода усилителя снимается напряжение, пропорциональ­ное исходному напряжению на конденсаторе С_п.

Процесс считывания информации предполагает следующую последовательность действий:

• непосредственно перед считыванием информации фиксируют уровень напряжения ШД, для чего при помощи ключа VT3 ем­кость С_ш заряжают до напряжения питания;

• на нужный ЭЗЭ подают сигнал выборки CS; С_а подключается к С_ш, что сопровождается перераспределением заряда и соответ­ствующим изменением напряжения на ШД;

• с выхода усилителя считывают сигнал, пропорциональный за­ряду конденсатора, выбранного ЭЗЭ.

Считывание информации из ЭЗЭ всегда сопровождается ее разрушением.

Запись информации в ЭЗЭ выполняется с использованием тран­зисторов VT3 и VT4, которые по сигналу управления подклю­чают ШД либо к источнику питания; либо к обшей шине. При выборке нужного ЭЗЭ его конденсатор заряжается до напряже­ния ШД.