半导体存储器结构及版图(ROM)
本篇主要涉及有关半导体存储器的存取方式及相应版图结构分析。
首先我们来看看一个最基本的ROM存储器的结构及其工作方式。
假设2根地址线,4根数据位,即A[1:0], D[3:0]。A0,A1可以最多产生2^n种变化,这里的n为2即可产生4种组合记为W[3:0](如图)。
A0 | A1 | W0 | W1 | W2 | W3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
表格中列出了不同的地址信号产生的不同选择,比如A0=0,A1=0时,只有W3=1,其余均为0。也就是说,如果定义1 (高电平)选中那么A0A1=00时,W3被选中。如上图所示,输出的数据即为D0=1,D1=1,D2=0,D3=0。 换句话说A0=0,A1=0就必然选中W3,所以完全可以用两个开关MOS来代替,如下图所示:
通常采用NMOS,就将开关MOS替换成NMOS接地,A0-A0反 反接,A1-A1反 反接即是。不过实际的ROM电路并不是直接连获取得电位,而是ROM的核心部分都是NMOS,BL线MOS源漏相连接地,WL控制gate以低电位选通(NMOS电位gate平时都是高电位,只有为低电位时才会阻断到地)。考虑到ROM的扩展性,还会有片选SEL端控制一个区域是否选中。
把电路画成版图就会有一些形式上的变化,除了考虑到结构的规整,也会考虑到是否因为过于庞大造成寄生的增加,影响到读取的速度,因此也就出现如图所示的结构分布。