Brevet FR2613114A1 — publié le 19880930

2.613114 MEMOIRE COMPORTANT UN DECODEUR DE LIGNES POURVU D'UN ETAGE DE COMMUTATION DU TYPE DARLINGTON. La présente invention a pour objet une mémoire com- portant un décodeur de lignes pourvu pour chaque ligne d'un étage de commutation de ligne du type Darlington comportant un premier transistor dont la base, qui constitue l'entrée de l'étage, est susceptible de recevoir un signal logique de com- mande dont la tension varie entre un niveau dit de sélection et un niveau dit de non sélection, et dont l'émetteur attaque la base d'un deuxième transistor dont l'émetteur, qui consti- tue la sortie de l'étage, est relié à un conducteur de ligne supérieur, dans lequel circule un premier courant lorsque le- dit signal logique de commande est à son niveau de sélection et un deuxième courant plus faible que le premier lorsque le- dit signal logique de commande est à son niveau de non-sélec- tion, étage dans lequel, entre la base du deuxième transistor et une source de courant auxiliaire d'intensité comprise entre celles du deuxième et du premier courant, sont disposées une première et une deuxième diode en série et dans le sens direct constituant une première branche, et dans lequel entre l'émet- teur du deuxième transistor et ladite source de courant auxi- liaire, est disposée une troisième diode dans le sens direct constituant une deuxième branche, de telle sorte que, lors de la commutation du signal de commande d'une dite ligne entre son niveau de sélection et son niveau de non-sélection, les charges stockées dans la base du second transistor soient éva- cuées par le courant de la source de courant auxiliaire dont la majeure partie passe dans la première branche. Une telle mémoire est décrite dans la demande de brevet français n' 85 05 702 déposée par la Demanderesse le 16 avril 1985 sous le titre "Etage de commutation de type Dar- lington notamment pour un décodeur de lignes d'une mémoire". Les mémoires qu'envisage essentiellement cette an- tériorité sont essentiellement les mémoires rapides comportant un nombre réduit de lignes. Cependant, il peut être également intéressant de mettre en oeuvre un étage de commutation de type Darlington tel que décrit pour d'autres types de mémoires dont le temps de commutation est plus long, de manière à améliorer la désé- lection des lignes et en raison également de l'avantage sup- plémentaire consistant en le maintien d'un écart plus impor- tant entre le niveau correspondant au mode sélectionné et ce- lui correspondant au mode non-sélectionné. La Demanderesse a alors constaté que, dans certains cas, un dysfonctionnement pouvait se produire au niveau des lignes désélectionnées d'une mémoire à charge active (ECL) ou à charge résistive. Ce dysfonctionnement consiste en la mise en satura- tion inverse d'un transistor d'une demi-cellule de chaque cel- lule de la ou des lignes désélectionnées. Ce phénomène est ex- trêmement gênant, car si le transistor pnp d'une demi-cellule ECL est notoirement lent à se désaturer en mode de saturation normale, c'està-dire directe, il est encore plus lent à se dé- saturer en mode de saturation inverse. Il est en outre parado- xal en ce sens que l'amélioration de la vitesse de désélection des lignes d'une mémoire est toujours considérée comme avanta- geuse. Dans le cas d'une mémoire à charge résistive la mise en inverse du transistor npn d'une demi-cellule est également un inconvénient. Le Demanderesse a pu identifier la cause de ce dys- fonctionnement. Il est en effet dû au fait que, lorsque la cellule présente une constante de temps de commutation intrin- sèque notablement plus long que la constante de temps de désé- lection des lignes, il peut en résulter transitoirement que le niveau de son conducteur de ligne supérieur se retrouve plus bas que le niveau haut interne de la cellule mémoire et même dans certains cas plus bas que le niveau de son conducteur de ligne inférieur d'o passage dans le premier cas du transistor pnp d'une demi-cellule ECL en régime de saturation inverse et dans le deuxième cas d'une demi-cellule complète en régime di- rect inverse. L'invention a pour but de remédier à cet inconvé- nient tout en conservant l'avantage d'une vitesse élevée de désélection de la ligne sélectionnée. Dans ce but, ladite mémoire est caractérisée en ce qu'elle comporte une source de courant de décharge reliée aux conducteurs de lignes inférieurs à travers, pour chaque ligne, un circuit retardateur dont la constante de temps est infé- rieure au temps de commutation intrinsèque d'une cellule de mémoire et au moins égale à la constante de temps de désélec- tion d'un conducteur de ligne supérieur. Lors de la désélection d'une ligne, le courant fourni par la source de courant de décharge continue transi- toirement, du fait du retard introduit, à passer par les con- ducteurs de ligne de la ligne désélectionnée. Ceci revient à augmenter la vitesse de commutation des cellules de mémoire. Selon un mode de réalisation préféré, la constante de temps du circuit retardateur est choisie de manière que le temps de commutation apparent d'une cellule de mémoire soit mlnlmlseé. Un dit circuit retardateur peut avantageusement être constitué par un transistor dit de ligne monté en diode par pontage entre sa base et son collecteur par une résistance de ligne, le collecteur dudit transistor de ligne étant con- necté au conducteur de ligne inférieur de la ligne correspon- dante, et les émetteurs des transistors de ligne étant connec- tés à ladite source de courant de décharge. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limi- tatif, en liaisor avec la figure unique qui représente une mé- moire selon un mode de réalisation de l'invention, correspon- dant à une logique à émetteurs couplés et à charge active (ECL). Chaque ligne de mémoire (L1... Ln) comporte un éta- ge de commutation de ligne (LDE1...LDEn) qui lui est associé. A chaque étage de commutation de ligne, est associé un circuit de décharge dynamique (DD1...DDn) permettant d'accélérer la désélection d'une ligne. L'entrée de chaque étage de commutation de ligne (LDE...LDEn) s'effectue sur la base d'un transistor T1. Lors- que la ligne est sélectionnée, la base du transistor T1 cor- respondant est au potentiel de la masse, et à un potentiel né- gatif déterminé,lorsque la ligne est non-sélectionnée (niveau bas). Chaque transistor T1 attaque la base d'un transis- tor de sortie T2 de grandes dimensions relativement à T1, ayant son collecteur connecté à la masse et son émetteur au conducteur de ligne supérieur (1,....n) correspondant. Lorsque la ligne Lq est sélectionnée, celle des mé- moires (Mq1...Mqp) qui est elle-même sélectionnée par des con- ducteurs de colonne (non représentés) est traversée par un courant de sélection Is relativement important et les autres cellules par un courant de maintien fourni par une source de courant Iq connectée au conducteur de ligne inférieur q' Pour les autres lignes, non sélectionnées, les cel- lules sont traversées seulement par le courant de maintien fourni par des sources de courant (I1...I-ql, Iq11...In) ap- propriées (par exemple de 300 microampères chacune) connectées aux conducteurs de ligne inférieurs correspondants (1'..q-1, q'...n'). Lors d'une désélection de la ligne Lq, le transis- tor T2 voit son courant chuter de IS à Iq. Cette chute de courant est accélérée par le circuit de décharge dynamique DDq qui lui est associé. Celui-ci com- porte une source de courant I connectée en un point A. Soit B la base du transistor T2 et E son émetteur. Entre les points B et A sont connectés dans le sens direct deux diodes D1 et D2 formant une première branche, et entre les points E et A une diode D3 également dans le sens direct et formant une deuxième branche. Lors d'une désélection de la ligne, les charges sto- ckées dans la base du transistor T2 sont évacuées par le cou- rant I dont la majeure partie passe dans la première branche. En mode non-sélectionné, la majeure partie du cou- 2 613114 rant I passe dans la deuxième branche. Pour plus de détail sur le fonctionnement de ce circuit de décharge dynamique, on se reportera à la demande de brevet précitée déposée par la Demanderesse. OS Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, dans le cas o le temps de commutation intrinsèque T3 d'une cellule de mé- moire (M11....Mnp) est notablement supérieur au temps de désé- lection T1 d'une ligne, il peut en résulter transitoirement que le niveau de son conducteur de ligne supérieur soit plus bas que le niveau haut interne d'une cellule mémoire, d'o passage du transistor pnp d'une demicellule ECL en régime de saturation inverse. Dans certains cas, le niveau du conducteur de ligne supérieur peut devenir plus bas que le niveau du conducteur de ligne inférieur, d'o fonctionnement d'une demi-cellule en ré- gime direct inverse. Le principe de base de l'invention consiste à four- nir transitoirement un courant de décharge ID au conducteur de ligne inférieur q' de la ligne Lq qui se désélectionne de manière à accélérer la commutation des cellules. Pour cela une source de courant ID est reliée à chacun des conducteurs de ligne inférieur (1'...n') à travers un circuit retardateur (DL1...DLn). Selon la figure, un circuit retardateur comporte un transistor monté en diode (DL1...DLn) par pontage entre sa ba- se et son collecteur par une résistance (RLI...RLn). La constante de temps T2 de ce circuit est le pro- duit de la résistance (RL1...RLn) correspondante par la capa- cité CBE du transistor correspondant (DL1i...DLn). Cette constante de temps T2 peut éventuellement être augmentée par adjonction d'une capacité supplémentaire (CL1...CLn) entre la base et l'émetteur du transistor correspondant (DL1...DLn). Lorsque la ligne Lq est sélectionnée, son conduc- teur de ligne inférieur q' est à un niveau supérieur à celui des autres conducteurs de ligne inférieure et le courant ID vient s'ajouter au courant Iq. Lorsque la ligne Lq se désélec- tionne, la contribution du courant ID à la ligne Lq est transitoirement maintenue en raison de la constante de temps T2 introduite. La constante de temps 12 des circuits retardateurs doit être choisie inférieure à la constante de temps de commu- tation intrinsèque t3 des cellules de mémoire (M11...Mnp). Ce temps T3 est défini comme le temps de commutation desdites cellules en l'absence des circuits retardateurs. La constante de temps T2 doit être également choi- sie supérieure ou égale à la constante de temps T1 de désélec- tion des lignes. Lors de la désélection d'une ligne, le courant de décharge ID vient s'ajouter transitoirement au courant qui traverse les cellules de manière à accélérer leur commuta- tion. Il en résulte que le temps de commutation apparent T'3 des cellules devient inférieur au temps intrinsèque T3 dé- fini ci-dessus. Cette amélioration des performances dynamiques des cellules est de nature à empêcher leur mise en saturation inverse ou en régime direct inverse. La constante de temps T2 est choisie de préférence de manière à minimiser le temps l'3. On peut en effet montrer que la fonction liant T'3 à T2 passe par un minimum et que par conséquent, diminuer T2 au delà d'une certaine valeur n'appor- te plus d'amélioration.- En ce qui concerne le courant ID sa valeur sera choisie de manière à ne pas trop diminuer la vitesse d'écritu- re de la cellule. Exemple: T1 = 0,4 ns T2 = 0,5 ns t3 = 1,3 ns T'3= 0,9 ns avec ID = 1mA et I1,...,In = 300pA. REVENDICATIONS: 1. Mémoire comportant un décodeur de ligne pourvu pour chaque ligne d'un étage de commutation du type Darlington com- portant un premier transistor dont la base, qui constitue l'entrée de l'étage, est susceptible de recevoir un signal lo- gique de commande dont la tension varie entre un niveau dit de sélection et un niveau dit de non-sélection, et dont l'émet- teur attaque la base d'un deuxième transistor dont l'émetteur, qui constitue la sortie de l'étage, est relié à un conducteur de ligne supérieur dans lequel circule un premier courant lorsque ledit signal logique est à son niveau de sélection et un deuxième courant plus faible que le premier lorsque ledit signal logique de commande est à son niveau de non-sélection, étage dans lequel, entre la base du deuxième transistor et une source de courant auxiliaire d'intensité comprise entre celles du deuxième et du premier courant, sont disposées une première et une deuxième diode en série et dans le sens direct consti- tuant une première branche, et dans lequel entre l'émetteur du deuxième transistor et ladite source de courant auxiliaire, est disposée une troisième diode dans le sens direct consti- tuant un deuxième branche, de sorte que, lors de la commuta- tion du signal de commande d'une dite ligne entre son niveau de sélection et son niveau de non-sélection, les charges sto- ckées dans la base du second transistor soient évacuées par le courant de la source de courant auxiliaire dont la majeure partie passe dans la première branche, chaque ligne de la mé- moire présentant un conducteur de ligne inférieur connecté à une source de courant de maintien caractérisée en ce qu'elle comporte une source de courant de décharge (ID) reliée aux conducteurs de ligne inférieurs (1'...n') à travers, pour cha- que ligne, un circuit retardateur dont la constante de temps (T2) est inféerure au temps de commutation intrinsèque (T3) d'une cellule de mémoire (Ml1...Mnp) et au moins égale à la constante de temps (T1) de désélection d'un conducteur de li- gne supérieur (1...n). 2. Mémoire selon la revendication 1 caractérisée en ce 2 613114 que la constante de temps (T2) du circuit retardateur est choisie de manière que le temps de commutation apparent (T'3) d'une cellule de mémoire (M1l...Mnp) soit minimisé. 3. Mémoire selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'un dit circuit retardateur est constitué par un transistor dit de ligne monté en diode (DL1...DLn) par pontage entre sa base et son collecteur par une résistance de ligne (RL1...RLn), le collecteur dudit transistor de ligne étant connecté au conducteur de ligne inférieur (1'...n') de la li- gne correspondante, et les émetteurs des transistors de ligne étant connectés à ladite source de courant de décharge (ID). 4. Mémoire selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdits transistors de ligne comportent chacun un conden- sateur (CL1...CLn) branché entre leur base et leur émetteur.