Warum enthält eine DRAM-Zelle unbedingt einen Kondensator?

Von einigen anderen dynamischen Logikstrukturen weiß ich, dass die parasitären Kapazitäten an den Knoten (Gate zu Drain / Source, Drain / Source zu Bulk-Kondensatoren) verwendet werden können, um die Ladung auf ihnen zu halten. Warum wird dann in der DRAM-Zelle ein zusätzlicher Kondensator benötigt?

Wäre die Drain / Source-zu-Bulk-Kapazität nicht die gleiche Funktionalität, wenn kein Kondensator vorhanden wäre?

Und vielleicht ist es nicht unbedingt da, aber es bietet eine bessere Funktionalität. Wenn dies der Fall ist, ist der Kondensator mit dem Knoten für eine spezifisch größere Kapazität verbunden?

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Es geht darum, die Kapazität gegen die Isolation bei ausgeschaltetem Transistor abzuwägen , sowie Überlegungen, die Schaltung so dicht wie möglich zu machen. In den meisten Fällen funktioniert es am besten, einen separaten Kondensator zu haben.
Der Kondensator speichert die 1 (geladen) oder 0 (ungeladen).
Denken Sie darüber nach, wie viele andere Drain-Kondensatoren sich auf einer Bitleitung befinden, plus Ladungsinjektion vom Gate. Eine dedizierte Obergrenze würde für SNR hinzugefügt werden.
@sstobbe Sie meinen also, dass am Source-Knoten eine viel größere Kapazität vorhanden sein muss, um die Gesamtkapazität auf der Bitleitung zu überwinden.
@packt genau, Sie haben Recht, wenn Sie sagen, dass dem Passelement bereits eine gewisse Kapazität innewohnt, aber nicht viel im Vergleich zur Bitleitung und den cgs.

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Der DRAM benötigt einen großen Speicherkondensator, weil er in der Lage sein muss, die Bitleitungen aufzuladen. Die Bitleitungen haben eine relativ große parasitäre Kapazität, da sie alle Transistoren in einer Spalte verbinden.

DRAM-Zellen sind in einem Gitter angeordnet. Die Zeilenadressenleitungen sind mit den Gates der MOSFETs verbunden, und die Spaltenleitungen sind mit Rückkopplungsverstärkern verbunden. Der Vorgang zum Auslesen eines Wertes ist:

1) Vorladen der parasitären Kapazität der Spaltenleitung auf die halbe Schwelle. 2) Setzen einer einzelnen Zeilenleitung. Jeder MOSFET in dieser Reihe wird leitend und verbindet den Speicherkondensator mit der Spaltenleitung. 3) Die Spaltenleitungsspannung ändert sich geringfügig über oder unter dem Schwellenwert, je nachdem, ob der gespeicherte Wert 0 oder 1 war. 4) Lesen und Verstärken des Signals auf der Spaltenleitung. Dies treibt die Spaltenleitung von der Schwelle +/- Epsilon auf eine volle logische 0 oder 1. Da die Transistoren immer noch leitend sind, lädt dies auch den Speicherkondensator wieder auf und führt daher eine "Auffrischung" durch.

Wenn der Speicherkondensator zu klein ist, reicht die Spannungsänderung bei Schritt 3 nicht aus, um den Wert genau zu bestimmen. Kleine Kondensatoren hätten auch kürzere Aktualisierungszeiten, was die Leistung beeinträchtigen würde

Es kann DRAM-Designs geben, die die intrinsische Kapazität des MOSFET verwenden, aber Standard-DRAM verwendet Kondensatoren, die entweder auf dem Silizium gestapelt oder durch Ätzen von Gräben in das Siliziumsubstrat gebildet werden.

Weitere Informationen zum Betrieb von DRAM finden Sie auf Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_random-access_memory

Dies ist eigentlich eine besser passende Antwort, die die parasitären Kapazitäten auf der Bitleitung hervorhebt. Ich denke, dies sollte der Hauptpunkt der Antwort sein, wie @sstobbe erwähnt hat. Also markiere ich dies als das hilfreichste.

Warum wird dann in der DRAM-Zelle ein zusätzlicher Kondensator benötigt?

Da eine Speicherzelle mindestens 1 Schalter und 1 Speicherelement benötigt, um adressierbar zu sein, mindestens zwei Elemente. Es gibt Speicher wie SRAM, die nur Transistoren in einer bistabilen Konfiguration verwenden können. Aus Wikipedia "Speicherzellen, die weniger als vier Transistoren verwenden, sind möglich - aber solche 3T- oder 1T-Zellen sind DRAM, kein SRAM."

Wäre die Drain / Source-zu-Bulk-Kapazität nicht die gleiche Funktionalität, wenn kein Kondensator vorhanden wäre?

Ein Kondensator ist immer noch ein Kondensator, auch wenn er nur zwischen Drain und Source liegt. Ja, es könnte die gleiche Funktionalität bieten, aber warum sollten Sie zusätzliches Silizium hinzufügen und dotieren und mehr Platz einnehmen, wenn Sie einfach einen Kondensator mit p-Material erstellen könnten? Das ist richtig, gehen Sie für den Kondensator, um Kosten zu sparen.

Rate mal, welcher kleiner ist:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einQuelle: Dailytech

Wenn dies der Fall ist, ist der Kondensator mit dem Knoten für eine spezifisch größere Kapazität verbunden?

Ja, der Kondensator ist für eine größere Kapazität mit dem Transistor verbunden. Die Industrie versucht ständig, Zellen kleiner zu machen, also müssen sie neue Geometrien erfinden, um genug Elektronen zu speichern, damit die Spannung nicht verschwindet, wenn die Zelle das nächste Mal gelesen wird.

Denken Sie daran, dass Kondensatoren und Transistoren gute Möglichkeiten sind, um zu modellieren, was mit Milliarden von Elektronen und verschiedenen Materialien passiert.

Nun, die Elektronen verschwinden immer im Leseverstärker, wenn ein Bit gelesen wird, der Trick besteht darin, sie dazu zu bringen, dort zu bleiben, bis sie zuverlässig ausgelesen werden können.
Ich bezog mich eigentlich auf einen einzelnen NMOS mit schwebender Quelle (ohne angeschlossenen Kondensator). Aber Sie haben es in Ihrer dritten Antwort tatsächlich mit einer größeren Kapazität beantwortet.
SRAM hat auch einen Kondensator; Es ist kein trennbares Objekt, es ist die Gate-Ladungskapazität (en).
Warum enthält eine DRAM-Zelle unbedingt einen Kondensator?
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