1.8 Grundlagen der Digitaltechnik

Informatik V, Kap. 8, WS 98/99
Im Zusammenhang mit CMOS-Schaltungen werden wir an späterer Stelle auch deren Schaltverhalten
und auch die Störabstände diskutieren.
8.5.4 Speicherschaltungen
Es ist aber möglich, mittels der nMOS- Technologie eine bei bipolaren Technologien nicht mögliche
Schaltungstechnik aufzubauen. Abb. 8.31 zeigt die wesentlichen Elemente.
in out
S
in S out
1 1 1
0 1 0
1 0 X (Speicher)
0 0 X (Speicher)
Abb. 8.31: Pass-Transistor und dynamische Speicherzelle
18
C
Mittels eines "schwebend" geschalteten Transistors, der über den Eingang S gesteuert wird, kann der
Zustand am Eingang (in) wahlweise an den Ausgang (out) weitergegeben werden. Ist dieser Schalter
geöffnet, so wird die im Kondensator C vom vorherigen Zustand gespeicherte Ladung dort erhalten
bleiben. Bei geladenem Kondensator fließt dessen Ladung nur langsam über Leckströme und den
endlichen Widerstand des Transistors ab, die Zeitkonstanten der Entladung liegen im Millisekunden-
Bereich. Ist C vom vorherigen Zustand entladen, so bleibt dieser Zustand auf unbestimmte Zeit
erhalten.
Man kann also in dieser Technologie Speicherschaltungen aufbauen. Dies ist die Grundstruktur
dynamischer RAM- (random access memory) Speicher, die seit den 70er Jahren die bis dahin
verwendeten Magnetkern-Speicher in Rechnern restlos verdrängt haben und weltweit in Stückzahlen
von Milliarden und mit Komplexitäten bis zu 64 Mbit (kommerziell) und 256 Mbit (Labor) pro IC-
Baustein gefertigt werden. Es existieren darüber hinaus Publikationen über Prototypen von
Speicherbausteinen mit mehr als 1 GByte Inhalt.
Spalten-
schreibleitung
Zeilen-Leseleitung
T2 T1
C
Zeilen-Schreibleitung
Abb. 8.32: Drei-Transistor-Speicherzelle
T3 Spaltenleseleitung