MOS存储器的种类-解析MOS被用于存储器电路形式有哪些

集成电路存储器随着制造工艺的发展，制造出大容量、高速度、低价格的集成电路存储器。高速的双极型便笺式存储器也已研制成功。MOS存储器发挥其大容量的特点，被广泛地用于电子计算机的主存领域。MOS存储器的种类。

本节将说明MOS被用于何种存储器，具有何种电路形式？

下一节叙述实际构成存储器的方法。

（1）MOS存储单元

用只有P沟道（或N沟道）的单一沟道MOS构成的存储单元的例子，如图3.72所示。Q1~Q4构成触发器，Q5、Q6用用于线选通，在写入“1”时，向位线D输进正脉冲。向地址线上输进负脉冲，可使Q5导通，Q2截止。另外藉助负载电阻Q4，使Q1的栅接近于地电位，从而使Q1导通。反之，写入“0”时Q1截止，Q2导通。因为是用负载电阻Q3、Q4以及驱动管Q1、Q2构成触发器，所以写入后的触发器的状态一直保持到下一个写入动作到来时为止。读出动作是这样实现的：只在地址线上加负脉冲，如触发器处于“1”的存储状态，则Q5导通，有电流流过位线D；如处于“0”的存储状态，Q5截止，没有电流流过。因为该触发器是用很少的元件数——六个晶体管——构成的，所以是一种能提高集成度的常用存储单元。

只用P沟道MOS晶体管构成存储器时从制造工艺方面来看有很大优点，但不能高速工作。低功耗且能高速工作的方法，有互补使用P沟道和N沟道MOS晶体管的互补MOS方法。

用互补MOS构成存储器的例子，如图3.73所示。触发器由Q1、Q3组成的第一倒相器和Q2、Q4组成的第二倒相器构成。Q7、Q8是开关，控制第二倒相器和第一倒相器之间反馈线的导通与截止。Q5、Q6是为把写入时加到位线D上的数据转加到第一倒相器上所设置的开关。MOS存储器电路。这种单元在平时，各端点分别保持在O、O、+VDD、O的电位。

首先看一看写入的情形，如使W电位变到+VDD，则为O，Q7、Q8同时截止。与W同时，如使位线D的电位为+VDD，则Q6导通，第一倒相器中的Q1导通，Q3截止。因而在第2倒相器中的Q2截止，Q4导通。当使W的电位还原到0时，则Q7导通，形成反馈，将对应于位线D数据的状态存储下来。以后位线D还原到原电位。改变W的电位同时D保持为0，则Q5导通，第一和第二倒相器变为与前相反的状态。MOS存储器电路。此时，由于Q8处于导通状态，形成了触发器的反馈通路。另外根据触发器所处的不同状态，Q10或导通或截止。读出时使R的电位由0变到+VDD。如Q10导通，通过Q9、Q10到D的电流就发生变化。Q10截止时则无变化。

除这种电路外，还有几种电路。也有图3.74所示的推挽电路。W是字写入线，R是读出线，是两根位线。通常状态下，分别为+VDD和0。由Q1、Q2、Q3、Q4构成触发器，Q5、Q6、Q7、Q8构成传输门。W的补信号是通过Q9、Q10产生的。写入时若设W=0，=+VDD，同时取D的电位为+VDD，这时因触发器一侧的电位为+VDD，另一侧为0，所以A点电位变为D电位，所点电位变为电位，图3.75、图3.76给出用互补型MOS构成的其它存储单元的例子。

（2）相联存储单元

相联存储器（Associative Memory），一名内容定址存储器（Content Addressable Memory）。相联存储器不是凭藉存储地址而是凭藉存储内容读出的一种存储器。也就是说，它是一种将等于外部所加信息的存储内容的字寻找出来的存储器。所以，这类相联功能，要求存储单元除具有存储功能外，必须具备比较功能。

用MOS构成的相联存储单元如图3.77所示。触发器由Q1，Q2、Q3、Q4构成，另附有供写入和读出用的Q5、Q6，供询问时检测失配信号用的Q7、Q8。我们首先看一看询问动作（触发器存储内容与外部信息作比较的动作）。当触发器的存储内容为“1”（Q1导通，Q2截止）时，若要进行“1”询问，因Q7保持截止，字读出线不流过电流。但在“1”的存储内容为“1”时进行“0”询问，则流过与字读出线不一致的失配电流。因而根据字读出线上有无电流出现，可以检测是否匹配。

其次看一看写入“1”的情形。如字线和“1”位线上施加有图3.77所示的电位，则通过导通管Q5，A点电位变为+5V，使Q2截止。同时通过截止管Q6使B点电位变为负值。写入“0”时，根据“0”位线上所加的脉冲实现同样的动作。因而尽管Q3、Q4呈高阻特性，利用Q5和Q6可以大大地提高工作速度。读出时，如只给字线施加图3.77所示的电位，则与Q1、Q2的导通状态相对应，可通过Q5或Q6向“1”位线或“0”位线供给电流。这种相联存储单元利于提高集成度和降低功耗，可用来构成大容量的相联存储器。

（3）只读存储器（ROM）

可利用MOS集成电路构成只读存储器。只读存储器是将存储内容以二进制状态装入硬件内只进行读出的存储器。最近多采用只读存储器进行计算机的微程序控制。由于这种存储器结构极有规则，设计、试验、维护等都很容易，成本也可以降低。图3.78（a）是一种速度低但功耗小的只读存储器，存储容量为2048位。2048位的存储阵列用存储位为8×32的8个存储矩阵构成。为了选通2048位中的一个，需要有11位的地址信息，靠11位中的5位，选通译码器1中的32根输出线之一；再藉助剩下的6位选通译码器2中的64根输出线之一。结果，凭藉64行中选通的一行和32列中选通的一列从指定的存储位置读出信息，此信息通过8输入端的“或非”门电路输出。子矩阵的行结构如图3.78（b）所示。如施加使Q1~Q6全部截止的6位地址信息，即可选通一行，利用剩下的5位地址信息使某一MOS晶体管（Q7~Q38之一）导通，用来驱动列方向32根输出线之一，则能选通Q7~Q38之一。存储矩阵内的信息是根据Q7~Q38各管的有无而进行存储的。譬如，在所选通的存储单元位置上若没有MOS晶体管，输出状态就取负电位；有MOS晶体管，则取正电位。

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