Techniklexikon

Speicherzelle

Kleinste Speichereinheit eines digitalen -# Speichers mit einer Speicherkapazität von I bit. Der Begriff der S. wird fast ausschließlich für Halbleiterspeicher angewendet, obwohl bei Kernspeichern die einzelnen Magnetkerne ebenfalls eindeutig als S. definiert werden können. Bei den Magnetschichtspeichern oder Lochbandspeichern, bei denen die Speicherung der einzelnen Bit innerhalb eines flächenhaften Mediums erfolgt, ist die Definition einer S. nicht sinnvoll. In allen Halbleiterspeichern werden elektronische Schaltungen verwendet, um die beiden binären Zustände 0 und 1 durch elektrische Pegel (L-Pegel, H-Pegel) zu charakterisieren. Je nach Halbleiterspeicherart sind die einzelnen S. dieser Speicher unterschiedlich: Die S. eines ROM sind meist Halbleiterdioden oder Transistoren. Das gewünschte Bitmuster wird durch Maskenprogrammierung hergestellt, wobei entweder die Dioden oder Transistoren mit Hilfe der Metallisierungsmaske entsprechend verdrahtet werden oder bei MOSFET die Dicke des Gateoxids variiert oder der Gateanschluß ganz weggelassen wird. Die S. eines PROM sind ähnlich aufgebaut wie die der ROM. Die Programmierung erfolgt durch die Zerstörung definierter Bereiche (Leitbahnen, Gateoxid von MOSFET oder pn-Übergang von bipolaren Transistoren) mittels hoher Spannungs- oder Stromimpulse. Bei den ROM und PROM ist der Widerstandswert der S. das den Programmierzustand kennzeichnende Merkmal. Die S. von EPROM sind aus MISFET, wie z. B. MNOS- oder FAMOS-Transistoren (MNOS-Technik, FAMOS-Technik), aufgebaut. In beiden Fällen werden Ladungen innerhalb des Gateoxids angesammelt, die zu einer Schwellspannungsänderung oder zum Durchschalten (Bildung eines leitfähigen Kanals) des jeweiligen Transistors führen. Man benötigt zusätzlich je Speichertransistor zu dessen Ansteuerung noch einen sog. Auswahltransistor. Die Weiterentwicklung des FAMOS-Prinzips führte zur Ein-transistor-S. mit einem SI MOS-Transistor (engl. stacked gate injection MOS). Die S. von E2PROM sind ähnlich denen der EPROM aus MNOS-, SIMOS- oder SA-MOS-Transistoren (engl. stacked gate ava-lanche injection MOS) aufgebaut (Bilder b, c), können aber im Gegensatz zu den S. der EPROM elektrisch gelöscht werden. Neben den genannten Speichertransistoren gibt es eine Vielzahl von Variationen mit eigener Bezeichnung. Die S. der SRAM sind Flipflops, die der DRAM sind eine Kombination eines Transistors mit einem integrierten Kondensator (Eintransistor-Speicherzelle).