半导体SRAM(Static Random Access Memory),顾名思义,是一种静态随机存取存储器。它由一组互联的存储单元组成,每个存储单元都可以独立地存储一个比特(0或1),也就是说,它是一种随机存取存储器。
每个存储单元都由4个晶体管和2个反向耦合(NOR)门构成。当数据输入(Write)时,两个访问线(Word Line)将一个位于十字点处的电容器中所存储的电荷强制传输到对应的翻转器上,从而改变翻转器的状态。当数据读取(Read)时,两个访问线被用来访问相应的存储单元,并从输出线(Bit Line)读出数据。
半导体SRAM的存储信息的原理可以通俗地理解为“电容器充电和放电”。当存储单元中的电容器充电到一定电压时,代表此存储单元存储状态为“1”;反之,当电容器的电压较低时,则代表此存储单元存储状态为“0”。
具体来说,当写入数据时,首先需要上电,然后将数据线的电平改变以写入数据。控制电路会根据地址信息产生信号,把写入的值存储到此地址对应的存储单元中。当读取数据时,需要在地址线上输入与写入时相同的地址,访问对应单元的内容,并将数据传输到数据线上。
半导体SRAM的最大优点是速度快,读写速度非常快,常被用于需要高速缓存的计算机硬件。同时,在待机状态下,它不需要周期性的刷新操作来保持数据的稳定存储状态,电源电压稳定即保持存储结果。此外,它的功耗也相对较低。
然而,半导体SRAM也有不足之处。首先,它的成本较高,因为每个存储单元需要4个晶体管。其次,它的存储密度不如DRAM高。最后,它也需要一个比特线,一个字线和访问线,这使得它的空间要求较高,通常为1T/Bit。
半导体SRAM的高速读写速度及稳定性对于需要低延迟且高频率读写的计算机系统非常重要,因此它经常用于计算机内存、高速缓存、高速缓存控制器、微处理器、FPGA等方面。此外,它还可以用作显示器驱动IC、卡片式存储器、电话与通信系统、工业自动化等领域。