SRAM y Flip-Flops

Tienes que mantener los transistores y las puertas separadas.

Cuatro transistores no es malo para almacenar un poco de datos. Si usara un par de compuertas, necesitaría al menos 8. (Una compuerta NAND de 2 entradas consta de 4 transistores). Una celda SRAM es básicamente dos inversores conectados uno detrás del otro, de modo que uno mantiene el nivel del otro vivo Un inversor consta de 2 transistores, por lo que son 4 en total.

En realidad, es posible utilizar incluso menos hardware para almacenar un poco, y eso es lo que hace la DRAM: almacena un poco como un nivel de voltaje en un capacitor. Esto significa que puede obtener muchos más datos en un mm cuadrado de DRAM que en una SRAM. Desafortunadamente, el voltaje del capacitor se pierde, por lo que la DRAM se debe actualizar continuamente.

Hay varias formas de crear una celda de memoria de 1 bit. Sin embargo, los implementados con lógica activa son todos de una manera u otra un amplificador con retroalimentación positiva. Como mencionó, esto se puede hacer con dos transistores y algunas resistencias:

Mire esto con cuidado y verá que tiene dos estados estables, ya sea Q1 activado o Q2 activado. Sin embargo, también tiene un inconveniente importante, ya que atrae la corriente continuamente. Los resistores pueden ser bastante altos, pero todavía hay muchos bits en un chip de RAM estático moderno y las corrientes para cada bit se suman.

El inversor CMOS básico no consume corriente (a excepción de una pequeña fuga) cuando está sólidamente en cualquier estado. Este es un simple circuito de dos FET. Un PFET puede tirar alto y un NFET tirar bajo. Las puertas están unidas entre sí y los umbrales se establecen de manera que solo uno de los dos FET estará activado cuando las puertas estén completamente altas o bajas. Sin embargo, un inversor no proporciona ganancia positiva. Eso se puede resolver utilizando dos inversores uno tras otro. Dos inversores en una fila hacen ganancia positiva. Si los dos inversores están conectados en un bucle, entonces tienen dos estados estables. Uno será alto y el otro bajo, pero el circuito es estable en los estados alto-bajo y bajo-alto. Dado que un inversor CMOS tiene solo dos FET como se describió anteriormente, esta celda de memoria tiene 4 FET con la gran ventaja de que no toma corriente cuando no está cambiando. Como dijo Steven, cuatro FET de CMOS por bit no son realmente tan malos. Todo es un intercambio.

Las puertas CMOS Y requieren 4 transistores (el mínimo) para la puerta de 2 entradas.

Puedesbajara2enlalógicaderesistencia-transistor:

Para los registros, hay muchas topologías, pero la más simple requiere al menos un anillo con dos inversores, por lo tanto, 4 transistores más los buffers de escritura, así como 8 transistores.

SRAM necesita 4 transistores en el diseño más simple más pequeño (resistencia-transistor, pero las resistencias son mucho más grandes que los transistores en tecnología MOS), 6 para una célula MOS completa. Sin embargo, puede tener DRAM de 1 transistor, usando un condensador para almacenar el valor; pero eso es de nuevo la lógica dinámica, y es la mayor integración posible.

Los circuitos que usan transistores, resistencias y condensadores pueden funcionar con muchos menos transistores que los circuitos que usan solo transistores. En los días de componentes discretos, reemplazar un transistor con una resistencia ahorraría costos. Sin embargo, los resistores son horriblemente ineficientes y, en implementaciones de circuitos integrados, en realidad cuestan sustancialmente más que los transistores. Muchas aplicaciones que los usarían podrían sustituir las fuentes actuales, que no eran tan malas en términos de costo, sino horriblemente ineficientes en términos de energía.

Si uno desea almacenar un poco de información sin un consumo de energía continuo significativo, la forma más compacta de hacerlo es usar dos inversores, lo que requerirá un mínimo absoluto de cuatro transistores para almacenar los datos. Dado que la información de retención generalmente solo es útil si uno tiene un medio para suministrarla en primer lugar, una celda SRAM agregará cierta lógica adicional a la celda de cuatro transistores para permitir el acceso a ella. Para cambiar las cosas "limpiamente" sin la contención del bus se necesitarían cuatro transistores adicionales; en la práctica, generalmente es posible obtener un rendimiento aceptable con dos.