Запоминающие логические элементы БИС и СБИС

Основой любого ЗУ является накопитель, представляющий собой матрицу, составленную из запоминающих элементов (ЗЭ).

Структурная схема матричного накопителя

Информация в ЗЭ хранится в виде двоичного кода, то есть в любой момент времени на выходе ЗЭ присутствует либо логический ноль, либо логическая единица.

Различают 3 режима работы (состояния) ЗЭ:

- режим записи информации;

- режим хранения информации;

- режим считывания информации.

В режимах записи и считывания информации для обращения к любому ЗЭ необходимо, чтобы на соответствующих выводах шин адресов А1 и А2 были логические единицы. Например, для обращения к ЗЭ₁₂ необходимы следующие коды: с шины А1 – 01…0, а шины А2 – 10…0.

Количество ЗЭ в матрице определяют информационную емкость ЗУ, а тип ЗЭ определяет назначение этого ЗУ (ПЗУ или ОЗУ).

В ПЗУ информация хранится неограниченно долго независимо от наличия напряжения питания. Различают программируемые (стираемые) и непрограммируемые ПЗУ.

ОЗУ бывают также 2-х типов: статические и динамические. В статических ОЗУ информация хранится все время, пока подано напряжение питания, а в динамических ОЗУ информацию необходимо периодически восстанавливать (регенерировать). Период регенерации – 1…10 млс.

 

Запоминающий элемент статического ОЗУ

 

Данный ЗЭ представляет собой триггер, у которого выход первого инвертора (VT1) соединен с входом второго (VT2), а выход второго – с входом первого. Особенностью триггера является то, что он может находиться только в одном из двух устойчивых состояний, т.е. U_вых = U¹ или U_вых = U⁰.

Режим записи информации

На затворы VT3 и VT4 с шин адресов А₁ и А₂ подается логические «1» и они открываются. С шины данных Y через открытые VT3 и VT4 на затвор VT1 подается напряжение высокого или низкого уровня.

Пусть необходимо записать лог. «1». В этом случае подается напряжение высокого уровня (выше порогового) и транзистор VT1- открывается, при этом VT2 – закрывается, так как в открытом состоянии напряжение на стоке VT1 мало и не превышает порогового напряжения VT2. На выходе ЗЭ устанавливается U_вых = U¹. (При записи лог. «0» на выходе устанавливается U_вых = U⁰.)