DRAM 的基本存储单元由 1 个晶体管 M 与 1 个电容 Cs(红框中的电容)组成,使用电容存储的电荷量,有电荷或者无电荷,即电平为高或者低,来代表存储的信息量,称为”1-T ceil”。1-T 这个名字对应于由更多晶体管组成的 SRAM “6-T ceil” 单元。请注意图中右边的电容 CBL 并不是有意制造在存储单元中的,实际是控制线 BL 的寄生电容。
在读写操作中,通过行选择与列选择线来选择操作的基本存储单元。如上图所示,存储单元位于行列选择线的交叉处。
在读写操作之前需要以行为单位激活(Active)存储单元,所谓激活就是导通该行所有存储单元中的管子 M,将储能电容 Cs 通过信号线 Bit line 与灵敏放大器(Sense Amplifier)相连,灵敏放大器将电容中的电平放大至 DRAM 颗粒的 0(GND)/1(VDD)电平。
在随后的读写操作中,放大器将数值传输到外部的数据 IO 上(读操作),或者获取新数值写入存储单元(写操作),所谓写入新数值,即写入电平 1 时为电容充电,写入电平 0 即为电容放电。
在读写另一行的存储单元之前,需要使用 precharge 命令完成本行善后工作以及为下一行读写做好准备。
在读写完成后自然要关闭刚刚打开的管子,使电容 Cs 保持现有的电荷,所以 precharge 操作一方面关闭管子 M。另一方面将信号线的电平预充电至 1/2 VDD,这是这步操作称为预充电的原因。