Hay diferentes tipos de RAM. Me centraré en las dos formas más populares: SRAM y DRAM.
Aquí hay un diagrama de nivel de transistor de SRAM (RAM estática): Si el diagrama del transistor es demasiado difícil de seguir, aquí hay un diagrama de nivel lógico con transistores agregados donde la lógica no funciona:
La celda es básicamente un par de compuertas NO que se alimentan entre sí, con interruptores para cambiar su estado. Si sigue la lógica, encontrará que hay dos posibles estados estables para el par de puertas: 1 a la izquierda y 0 a la derecha, o 0 a la izquierda y 1 a la derecha. Si los transistores laterales están apagados, entonces el estado se mantendrá, pero si los enciende (activando la línea de selección o palabra), forzará a la celda a cambiar al estado en que la línea de bits (D, y su el complemento NOT D) se establece en, es decir, si D es 1, entonces la izquierda se verá forzada a 1, y si D es 0, entonces la derecha se forzará a 1.
La celda RAM estática mantendrá su estado hasta que se desconecte la alimentación, pero ocupa una buena cantidad de espacio por celda ya que requiere 6 transistores.
Ahora aquí está la celda DRAM: O cómo está hecho físicamente:
Tenga en cuenta que este es un diseño de transistor único, y físicamente ni siquiera ponen el drenaje dopado que usa un transistor normal.
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Su funcionamiento es mucho más interesante que el SRAM ya que tiene un componente mucho más físico y menos lógico para su funcionamiento.
La aplicación de un voltaje a la puerta del transistor (selección de fila) invierte naturalmente el canal debajo de la puerta (vea MOSFET: operación MOSFET). Si la selección de columna tiene un alto voltaje aplicado, permitirá que la corriente fluya y descargue la carga en el condensador, escribiendo un 1. Si se aplica un voltaje a la selección de fila y no se aplica voltaje a la selección de columna, entonces si el condensador ya está cargado, entonces la corriente fluirá en sentido contrario cuando el condensador descarga su carga, escribiendo un 0.
Si la selección de fila es alta y la selección de columna es baja y ya se ha escrito un 0, entonces no sucederá nada. No habrá corriente y el valor almacenado no cambiará. Lo mismo para si la selección de fila es alta y la selección de columna es alta y ya se ha escrito un 1.
Resulta que leer el valor cambia el valor almacenado, ya que puede decir si un 1 o 0 ya estaba allí por si la corriente fluye o no. El valor tiene que ser actualizado.
Además, gracias a la forma en que la carga se comporta en un semiconductor, la recombinación de huecos de electrones finalmente eliminará la carga de la célula durante un período de unos pocos milisegundos, por lo que la información en la célula DRAM debe actualizarse con frecuencia para retener Su información.
La DRAM es más lenta que la SRAM, no mantiene su valor sin actualizarse constantemente, y leerla destruye el valor almacenado y significa que debe actualizarse nuevamente. Entonces, ¿por qué usar DRAM en lugar de SRAM?
Simple: DRAM requiere solo 1 transistor. Puede empaquetar muchísimas más células DRAM en un área de silicio que las células SRAM. Sin mencionar el hecho de que cuando se trata de GB de datos, solo una pequeña fracción de la información disponible en el chip se puede usar durante una cantidad de tiempo muy significativa, dejando mucho tiempo para actualizar la memoria sin interferir con uso normal