半导体只读存储器的特点及应用

半导体只读存储器ROM的特点是其内容一旦设定就不能改变，至少不借助于特别的设备是不能改变的。由于它不需要写入电路，所以结构比较简单，位密度高。ROM是非易失性存储器，而且十分可靠。因此大部分半导体存储器系统既含有RAM模块，又含有ROM模块。一般在ROM中存放诸如引导装入程序和不变的数据表之类的信息，有时用ROM存入常驻监控程序，甚至可存放永久性的语言解释程序。

ROM中内容的建立过程有时称为编程，但与产生指令序列的编程不是一回事。

1.ROM的类型

（1）MROM（掩膜式只读存储器）。掩膜式ROM中的信息是厂家根据用户给定的程序和数据对芯片图形进行2次光刻而决定的。根据制造工艺不同，掩膜式ROM又可分为MOS型和双极型两种。MOS型功耗小、速度慢、成本低，在微机系统中主要使用这种类型的ROM。双极型速度比MOS型快，但功耗大、成本高，常用在对速度要求较高的系统中。掩膜式只读存储器出厂后只能读取数据，不能写入新的数据，一般用于存放固定程序而且生产批量较大的产品。

（2）PROM（可编程只读存储器）。对于PROM，产品在出厂时并未固化信息，写过程用特殊设备的电信号写入，用户在使用前根据自己的需要一次性写入信息。信息一旦写入便成为永久性的，只能读出而不能进行修改。目前使用的典型PROM是双极型产品。

（3）EPROM（可擦除可编程只读存储器）。它是可以进行重复擦除和重写的ROM。在重写时，先要擦除原来写入的信息。擦除时应把器件从应用系统上拆卸下来，放在紫外线下照射约20 min，然后用专门的设备——编程器（写入器）进行写入。EPROM的写入速度较慢，但由于它可以多次改写，特别适合科研工作的需要。

（4）EEPROM（电擦除可编程只读存储器）。电擦除的EPROM（Electric Erasable Programmable ROM）简称：EEPROM（即E2PROM）。它是一种可以可用电信号进行擦除的PROM。这种存储器在任何时候都可写入，而无须专用设备来擦除原有内容，擦除时也不必将器件从应用系统上拆卸下来，而是直接进行（称为在线）擦除和写入。一次可以擦除一字，也可以全部擦除，然后写入新数据。EEPROM在线擦除和写入的特点，比EPROM使用起来更加灵活，因而应用越来越广泛。

（5）Flash Memory（快闪存储器）。Flash Memory技术是1980年日本东芝公司申请的专利，经过二十多年的发展，Flash Memory技术经过了多次变革，但其变化的总体趋势一直都是存储容量越来越大、数据读写速度越来越快、性价比越来越高。(www.xing528.com)

与EEPROM相似，快闪存储器使用电擦除技术，整个快闪存储器可以在几秒钟内擦除完毕，速度比EPROM快得多。另外，它可以以块为单位擦除，而不是整块芯片。像EPROM一样，快闪存储器每位只使用一个晶体管，因此能获得与EPROM一样高的存储密度。目前价格已略低于DRAM，芯片容量已接近于DRAM，是目前唯一具有大存储量、非易失性、低价格、可在线改写和高速度等特性的存储器，广泛应用于闪盘（优盘）等移动存储中。

2.EPROM芯片举例

Intel 2716是一种2K×8的EPROM存储器芯片，双列直插式封装，24个引脚。其他的典型芯片还有Intel 2732、Intel 27128和Intel 27512等。

如图3-12所示为Intel 2716存储器芯片的内部结构框图。

图3-12　Intel 2716的内部结构

由图可见，Intel 2716存储器芯片的存储阵列由2K×8个带有浮动栅的MOS管构成，共可保存2K×8位二进制信息；共有（A0～A10）11位地址，其中7位行地址是A0～A6，4位列地址是A7～A10；D0～D7是8位双向的输入/输出数据信号；有两个电源输入VCC和VPP，VCC接+5V，而VPP正常工作时接+5V，要进行编程时接+25V；为片选端，读出操作时为低电平，编程输入时为高电平。PD/PGM是功率下降/编程输入端，在读出操作时为低电平；当PD/PGM端接高电平时，可以使功耗由，525mW降至132mW；当要进行编程操作时，此端需加宽度为50～55ms、+5V的脉冲。