[WIKIPEDIA- w ramach przypomnienia def. Pamięci półprzewodnikowej]
Pamięć półprzewodnikowa - rodzaj pamięci będącej cyfrowym układem scalonym i przechowującej informacje w postaci binarnej. Zaliczamy do niej m.in. pamięć RAM i ROM. Pamięci te są jednymi z podstawowych stosowanych w komputerach PC.
Punktem pamięci półprzewodnikowej statycznej jest przerzutnik SR, zbudowany w oparciu o technologię bipolarną lub unipolarną. Zasada działania takiej pamięci polega na podaniu sygnału jedynki logicznej na odpowiednią linię słowa zapisu (lub odczytu) oraz sygnału "1" lub "0" na linię bitu zapisywanego (odczytywanego). W odróżnieniu od pamięci statycznej, pamięć dynamiczna wymaga dodatkowego działania, jakim jest odświeżanie.
Pamięci półprzewodnikowe mają organizację określoną jako:
n ·m
„n” oznacza tutaj wielkość pamięci (np. 16, 256, 1024)
„m” liczbę bitów dostępnych po zaadresowaniu pojedynczej komórki (m = l, 4 lub 8).
Parametry:
Trwałość przechowywanej informacji
1a) ulotne
1b) nieulotne
sposób adresowania
2a) adresowanie poszczególnych bajtów lub słów
2b) bezadresowe (np. pamięci FIFO)
2c) adresowanie zawartością, asocjacyjne
Liczba magistral
3a) jednobramowe, jednodostępne
3b) wielobramowe, wielodostępne
Sposób wprowadzania i wyprowadzania informacji
4a) równoległe
4b) szeregowe
4c) szeregowo-równoległe
Rodzaj synchronizacji
5a) asynchroniczne
5b) synchroniczne
Organizacja wewnętrzna
6a) liczba matryc
6b) rozmiar matrycy
6c) liczba bitów pamiętana w pojedynczej komórce
129. Omów budowę zasadę działania komórki pamięci DRAM.
Pamięć operacyjna (DRAM) jest przestrzenią roboczą mikroprocesora przechowującą otwarte pliki systemu operacyjnego, uruchomione programy oraz efekty ich działania. Wymianą informacji pomiędzy mikroprocesorem a pamięcią operacyjną steruje kontroler pamięci, do niedawna był częścią chipsetu płyty głównej, a obecnie jest zintegrowany z CPU. Zależnie od budowy rozróżniamy dwa typy pamięci RAM:
DRAM,
SRAM.
DRAM (Dynamic RAM) – zbudowana na bazie tranzystorów i kondensatorów.
Pojedyncza komórka pamięci składa się z kondensatora i tranzystora sterującego
procesem kondensacji. Kondensator naładowany przechowuje bitowa jedynkę,
rozładowany to binarne zero. Budowa matrycowa, czyli aby odwołać się do konkretnej
komórki należy podać adres wiersza i komórki
Pamięć wytwarzana w procesie fotolitografii. Niewielka złożoność pojedynczej
komórki pozwala budować pamięci o dużej gęstości, niewielkich rozmiarach i dobrym
stosunku ceny do pojemności.
Zaleta – duża pojemność, niska cena
Wada – potrzeba odświeżania jej zawartości, spowodowana zjawiskiem
rozładowywania się kondensatorów(upływność). W efekcie kondensatory trzeba co
jakiś czas doładować (stąd nazwa „pamięć dynamiczna”). Podczas procesu
odświeżania nie można zapisywać ani odczytywać z pamięci danych, co powoduje
ogólne spowolnienie pracy. Parametry pamięci DRAM określające wydajność („t” pochodzi od time):
tCL (CAS Latency) – liczba cykli zegarowych pomiędzy wysłaniem przez
kontroler pamięci zapotrzebowania na dane a ich dostarczeniem,
tRCD( RAS to CAS Delay) – liczba cykli zegarowych pomiędzy podaniem
adresu wiersza a wysłaniem adresu kolumny,
tRP ( RAS Precharge) – liczba cykli zegarowych pomiędzy kolejnym
adresowaniem wierszy pamięci,
tRAS (Row Active Time) – liczba cykli zegarowych pomiędzy aktywacją i
dezaktywacją wierszy pamięci,
tCR (Command Rate) – liczba cykli zegarowych pomiędzy adresowaniem
dwóch komórek pamięci.
Im mniejsze są te wartości, tym szybszy dostęp do komórek pamięci!
130. Wyjaśnij korzystając z modelu pasmowego materiału półprzewodnikowego proces rekombinacji promienistej prowadzący do spontanicznej emisji światła.
Rekombinacja – w fizyce to połączenie się pary cząstek lub jonów o przeciwnych ładunkach elektrycznych, jest to proces odwrotny do jonizacji. Zjawisku rekombinacji jonu dodatniego i elektronu towarzyszy uwolnienie nadwyżki energii elektronu, zazwyczaj przez wypromieniowanie fotonu. W półprzewodnikach zachodzą dwa mechanizmy rekombinacji par dziura-elektron:
Rekombinacja bezpośrednia polega na przechodzeniu elektronów z pasma przewodnictwa na jeden z wolnych stanów w paśmie walencyjnym, wskutek czego znika elektron z pasma przewodnictwa i dziura z pasma walencyjnego. Uwolniona w tym procesie energia jest emitowana w postaci fotonu (rekombinacja promienista) albo przekazywana innemu nośnikowi (efekt Augera) w trakcie rekombinacji niepromienistej.
Rekombinacja pośrednia jest to proces, w którym przejście elektronu z pasma przewodnictwa do pasma walencyjnego odbywa się w dwóch etapach, elektron przechodzi przez stany kwantowe w przerwie energetycznej wynikające z defektów sieci krystalicznej, nazywanych pułapkami. Zjawisko rekombinacji pośredniej zostało opisane przez W. Shockley’a, W.T. Reada oraz R.N. Halla, i nosi nazwę rekombinacji SRH (Shockley-Read-Hall).
Przy dużych koncentracjach domieszek, powyżej 1019 cm−3, zaczyna być decydująca rekombinacja Augera. Rekombinacja Augera występuje równocześnie zarówno w rekombinacji bezpośredniej, jak i pośredniej. Energia wytrącona w procesie zjawiska Augera zostaje przekazana elektronowi w paśmie przewodnictwa lub dziurze w paśmie walencyjnym. Nośniki te jednak tracą energię w wyniku oddziaływania z siecią krystaliczną, co towarzyszy generacji fononów.