Brevet FR2553606A1 — publié le 19850419

La presente invention se rapporte à un dispositif pour améliorer le fonctionnement aux fréquences élevées des circuits intégrés logiques, en particulier de la famille ECL. La famille de circuits intégrés ECL (pour "Emitter-Coupled Logic") est celle qui permet les fréquences de fonctionnement les plus élevées parmi les familles de circuits intégrés logiques. Actuellement, les fréquences utilisées dans les circuits de traitement numerique tendent à augmenter continuellement pour accroître les possibilités de traitement. Par ailleurs, la mise en oeuvre de nouvelles techniques telles que la transmission numérique sur fibres optiques implique l'utilisation de fréquences élevées qui sont à I'extrême limite des possibilités des circuits intégrés les plus rapides, en particulier ceux de la famille ECL. Un objet de la présente invention est donc d'améliorer de manière simple le fonctionnement de ces circuits ECL aux fréquences élevées de façon à reculer les limites de leurs possibilités. La demanderesse a découvert que l'une des raisons limitant en fréquence le fonctionnement des circuits ECL était que leurs sorties s'effectuaient par des transistors montés en "émetteur suiveur2' et avaient donc un fonctionnement dissymétrique. Pour remédier à cela, on met à profit l'existence de paires de sorties (sortie et son complément) pour rétablir une certaine symétrie par transfert d'energi entre ces sorties lors des transitions. Selon l'invention, il est donc prévu un dispositif du type mentionné au début, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre chaque sortie S et la sortie complémentaire S, des moyens dsechange d'énergie lors des transitions des sorties du circuit intégré L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci après et des dessins joints où - la figure 1 représente le schéma électrique d'une sortie de circuit intégré ECL ; et - la figure 2 est le schéma du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, est représenté partiellement un circuit intégré ECL I qui peut être une porte, une bascule, etc.. Ce circuit est alimenté entre deux niveaux VEE et Vcc et on a représenté seulement le transistor de sortie Ts alimentant la sortie S. Ce transistor est monté en émetteur suiveur entre l'alimentation Vcc et la sortie S. Chaque sortie S est connectée sur une résistance extérieure RT. En parallele sur cette résistance RT, a été représentée en pointillé une capacité parasite Cp qui est inhérente au circuit 1. Lorsque la sortie S passe au niveau haut, le transistor Ts devient conducteur et la capacité Cp peut se charger tres rapidement car le transistor Ts la relie directement à l'alimentation Vcc. Par contre, lorsque la sortie S doit passer au niveau bas, le transistor Ts se bloque. Mais la charge acquise par la capacité Cp ne peut stecouler qu'à travers la résistance RT. Ceci introduit un retard dans le passage du niveau haut au niveau bas, retard déterminé par la constante de temps RTCp. Le temps de descente du circuit est donc plus long que le temps de montée d'où une dissymétrie et c'est ce temps de descente qui limite la fréquence de fonctionnement du circuit. Dans de nombreux cas de circuits ECL, on dispose, pour chaque sortie S, de la sortie complémentaire S. Selon l'invention, on met à profit ce fait pour transférer, vers la sortie qui passe au niveau bas, de lténergie venant de la sortie complémentaire pour accélérer la décharge de la capacité parasite. La figure 2 représente un dispositif mettant en oeuvre ce principe. Le circuit intégré ECL 1 présente des sorties dont une paire seulement, S et S, a été représentée. Ces sorties sont normalement reliées à des résistances extérieures RTI et RT2. Le dispositif selon l'invention comprend un transformateur 2 de rapport un dont les deux enroulements L1 et L2 sont obtenus en bobinant un certain nombre de tours de fil sur un tore en ferrite. Chaque enroulement est connecté entre la masse et la sortie correspondante S ou S par l'intermédiaire d'un condensateur, respectivement Cl et C2, assurant l'isolement en continu.Les enroulements Li et L2 sont connectés de telle sorte qu'une tension appliquée à un des enroulements induise une tension en opposition de phase dans l'autre, ce qui est schématisé sur la figure 2 par un point noir à côté de chaque enroulement. Lorsque les niveaux sur les sorties S et S sont établis, aucun courant ne circule dans les enroulements L1 et L2. Si une transition se produit, la sortie S passant par exemple du niveau haut au niveau bas, la sortie S passe en même temps du niveau bas au niveau haut. Comme le transistor en émetteur suiveur correspondant est donc conducteur, la transition sur la sortie S a tendance à se faire plus rapidement. L'effet du transformateur 2 est d'égaliser les courants dans les deux enroulements et d'effectuer un transfert d'énergie vers la sortie S pour accélérer la décharge des capacités et égaliser les temps de transition sur les deux sorties S et S de la paire. Dans un exemple de réalisation, on a choisi une valeur de 10 000 pF pour les condensateurs Cl et C2 et le transformateur a été réalisé en bobinant ensemble deux fils pour former deux enroulements de six spires sur un tore en ferrite FN 114-1105 de la société anonyme Lignes Télégraphiques et Téléphoniques (LTT). Bien que l'invention ait été décrite en relation avec les circuits ECL, il est clair que son principe pourrait s'appliquer a d'autres familles de circuits présentant une dissymétrie entre les temps de montée et de descente sur la sortie, même Si cette sortie ne se fait pas avec un transistor en émetteur suiveur. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit nlest donc nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour améliorer le fonctionnement aux fréquences élevées des circuits intégrés logiques, en particulier de la famille ECL, disposant pour chaque sortie S de la sortie complémentaire S, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre chaque sortie et la sortie complémentaire, des moyens (C1, C2, L1, L2) d'échange d'énergie lors des transitions des sorties du circuit intégré (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur (2) de rapport un, dont les enroulements (lui, L2) sont connectés entre la masse et respectivement la sortie S et la sortie complémentaire S par l'intermédiaire de condensateurs (C1, C2), le bobinage du transformateur (1) étant tel que la tension aux bornes d'un enroulement est en opposition de phase avec la tension induite dans l'autre enroulement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit transformateur (2) est constitué par quelques tours de fil pour chaque enroulement (L1, L2), enroulés sur un tore en ferrite.