静态MOS存储器工作原理详解

"静态MOS存储器的工作原理主要集中在它的基本存储元设计，包括六管静态MOS存储元、八管静态MOS存储元以及六管双向选择MOS存储元。这些设计都基于MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的开关特性，用于数据的存储和读取。 1. **六管静态MOS存储元** - **电路结构**: 由两个MOS反相器交叉耦合形成双稳态触发器，T0和T1为一对互补的MOS管。 - **工作原理**: 当栅极加高电平时，MOS管源极和漏极导通；栅极加低电平时，MOS管截止。存储状态为"0"时，T0导通，T1截止；存储状态为"1"时，T0截止，T1导通。 - **写操作**: 字线加正电压脉冲，使T2和T3导通。写"0"时，位线BS0加负电压，通过T2使节点A接地，T1截止，T0导通；写"1"时，位线BS1加负电压，通过T3使节点B接地，T0截止，T1导通。 - **读操作**: 字线加高电压，T2和T3导通，节点A、B连接到位线。根据节点A、B的电位，通过差动放大器读取"0"或"1"，读操作不改变原有存储状态。 - **未选中状态**: 字线不加正脉冲时，存储元保持原有信息，不与位线交互。 2. **八管静态MOS存储元** - **目的**: 实现地址的双重译码选择，字线分为X选择线和Y选择线。 - **实现方式**: 在六管存储元基础上，增加一对地址选择控制管T7和T8，总共八管，提高了地址选择的灵活性。 3. **六管双向选择MOS存储元** - **改进**: 与八管MOS存储元类似，但在纵向一列的存储元共用一对Y选择控制管T6和T7，减少了元件数量，仍能实现双向地址译码选择。 静态MOS存储器的优势在于其高速度和低功耗，因为其数据保持不依赖于外部电源，而是依靠MOS管的电荷存储。然而，由于需要频繁刷新以防止电荷泄漏，这种存储器的容量通常较小，主要用于高速缓存（如SRAM）等对速度要求极高的应用。在实际应用中，静态MOS存储器的设计会根据具体需求进行优化，比如增加冗余单元提高可靠性，或者采用多级存储结构以提高集成度。