一、只讀存儲(chǔ)器的一般結(jié)構(gòu)
容量=字位=16字位rom結(jié)構(gòu)圖:
地址譯碼器是一個(gè)二進(jìn)制全譯碼電路，即是一個(gè)不可編程的“與”陣列。存儲(chǔ)體是一個(gè)“或”結(jié)構(gòu)的陣列。
讀出的信息內(nèi)容如表所示：
從中可知：rom沒有記憶電路，且由固定的“與”陣列和固定的“或”陣列組成，所以是一種組合邏輯電路。如果“與”和“或”陣是可編程時(shí)，就是前面介紹的組合型可編程邏輯器件(pld)了。為此，rom也可用簡化圖表示了。表明pld器件是由rom逐步發(fā)展過來的。
二、只讀存儲(chǔ)器rom的種類
根據(jù)不同的半導(dǎo)體制造工藝，或陣列的編程方式有多種。存儲(chǔ)器rom種類通常按其編程工藝劃分：
1.掩膜型只讀存儲(chǔ)器：用掩膜工藝，生產(chǎn)廠在存儲(chǔ)體中的字位線交叉處，根據(jù)用戶要求的存儲(chǔ)內(nèi)容，制作半導(dǎo)體器件。一旦制成，其內(nèi)容就固定，無法更改，只供讀出。如家電中的洗衣機(jī)程序，電風(fēng)扇程序都是固定的。
2.一次編程(改寫)的只讀存儲(chǔ)器prom：可以編程一次，編程后內(nèi)容就固定了，再無法更改。在這種prom中的存儲(chǔ)體內(nèi)，字位線的每個(gè)交叉點(diǎn)上都做上一個(gè)半導(dǎo)體器件。
3.可多次編程(改寫)的只讀存儲(chǔ)器eprom(紫外線擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器uveprom：ultraviolat erasable programmable rom)：這種rom在每個(gè)字位線的交叉點(diǎn)都做上一個(gè)特殊的mos器件。一種是famos(floating gate avalanche injunction mos)；另一種是simos(stacked gate injunction mos)。
它與普通mos管不同的是有兩個(gè)柵極，第一柵極與其它電極完全絕緣。要求能控制管子導(dǎo)電或截止的思路是：設(shè)法讓柵極g1獲取電子，并能控制電子釋放。當(dāng)g1帶上電子后，管子的開啟電壓將升高；電子釋放后，開啟電壓恢復(fù)正常。柵極g1獲取電子的方法是：在漏源極間加上一定的編程電壓vpp(該電壓由制造時(shí)工藝決定)，同時(shí)在控制柵極g2加上控制脈沖，此時(shí)在柵極下面的兩個(gè)n+區(qū)間感應(yīng)出電子，其中一些能量大的電子就會(huì)穿越sio2層而達(dá)到柵極g1，g1積累了一定的電子后，它的開啟電壓將升高。g1俘獲電子后，該電子可以長期保留。如果要使開啟電壓降為正常時(shí)，只要用紫外線或x射線照射該simos管，讓g1上的電子釋放，管子的開啟電壓就恢復(fù)正常。該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在出廠時(shí)，柵極g1都不帶電子，所以，字選線wi高電平后，simos導(dǎo)電，位線上信息為“0”，經(jīng)三態(tài)門反相后，讀出為“1”信息?？梢姡淳幊糖?，其信息為全“1”。若要將某單元信息改寫成“0”時(shí)，通常是用硬件編程器產(chǎn)生編程電壓和編程高壓脈沖，使柵極g1帶上電子，開啟電壓升高，字選線wi高電平后，simos管截止，讀出信息為“0”。如果要對(duì)一片已寫好的eprom進(jìn)行改寫時(shí)，應(yīng)將前面寫入的內(nèi)容擦除。使eprom信息重新恢復(fù)為全“1”后，進(jìn)行第二次寫入操作。
eprom存儲(chǔ)單元：
可見eprom：可多次編程，編程次數(shù)達(dá)100百次以上；每次編程前，需先用uv擦除，時(shí)間約20分鐘；編程后需防空氣中uv，數(shù)據(jù)可保存20年以上。
4.eeprom(電擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器eeprom)
eeprom的擦除只需電信號(hào)(高壓編程 電壓和高壓脈沖)，且擦除速度快；可以單字節(jié)擦除或改寫，而eprom只能整片擦除；有些eeprom可5v編程；eeprom既具有rom器件的非易失性優(yōu)點(diǎn)，又具備類似ram器件的可讀寫功能(只不過寫入速度相對(duì)較慢)。
隧道m(xù)os管結(jié)構(gòu)和符號(hào)：
制作在eeprom上的器件是隧道m(xù)os管，隧道m(xù)os的導(dǎo)電機(jī)理與simos相似，只是在柵漏區(qū)之間有一個(gè)厚度極薄的隧道區(qū)。當(dāng)漏極接地，柵極加上編程脈沖電壓。由于隧道區(qū)極薄，所以只要不高的電壓，在該區(qū)將產(chǎn)生一個(gè)極強(qiáng)的電場，溝道中感應(yīng)的電子在電場的作用下穿越sio2層而達(dá)到柵極g1,這樣隧道m(xù)os管的開啟電壓升高。要使g1電子釋放(即擦除信息)，只要將柵極接地，漏極加上編程電壓，產(chǎn)生與原電場方向相反的電場，從而使g1上的電子釋放。由于器件中的第一柵極容易獲得電子，該電子也容易釋放，所以，這種rom的編程比較方便?，F(xiàn)在用的很普遍。
eeprom存儲(chǔ)單元：
5.快閃存儲(chǔ)器(flash memory)：每個(gè)存儲(chǔ)單元只需單個(gè)mos管，因此其結(jié)構(gòu)比eeprom更加簡單，存儲(chǔ)容量可以做得更大，不能象eeprom那樣實(shí)現(xiàn)單字節(jié)擦除或改寫，一般只能分頁擦除或改寫，根據(jù)器件容量大小，一頁大小為128、256、512、64k字節(jié)不等?？扉W存儲(chǔ)器中的疊柵mos管的浮置柵極g1和襯底間的sio2層更加薄，另外在源極區(qū)采用雙級(jí)擴(kuò)散工藝。快閃存儲(chǔ)器的編程和擦除機(jī)理都與eeprom相似，即利用了“電子隧道效應(yīng)”。當(dāng)g2接地，在源極加上編程脈沖，即會(huì)在浮柵與源極間產(chǎn)生隧道效應(yīng)，使浮柵電子釋放。
三、rom的應(yīng)用舉例
用rom產(chǎn)生各種邏輯函數(shù)：依據(jù)是rom由“與”陣列和可編程的“或”陣列組成，“與”陣列產(chǎn)生“與”項(xiàng)，然后由可編程的“或”陣列產(chǎn)生各種“與或”表達(dá)式。
例：試用eprom2716將四位二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成格雷碼。eprom2716有11條地址線，可以訪問211=2048個(gè)存儲(chǔ)單元，一個(gè)存儲(chǔ)單元存放著8位的二進(jìn)制信息，所以，其存儲(chǔ)容量為2048×8字位(2k字節(jié))容量。vpp是編程電壓，、是片選、讀/寫或編程控制，見表。
解：思路是把四位二進(jìn)制碼作為eprom2716的低四位地址輸入，而把四位格雷碼作為對(duì)應(yīng)地址中的內(nèi)容寫入到eprom 中去即可。見表所示。
b0，b1，b2，b3四位二進(jìn)制碼輸入，g0，g1，g2，g3讀出四位格雷碼。