Brevet FR2648609A1 — publié le 19901221

La présente invention concerne un circuit suiveur de tension de source d'alimentation. Elle porte en particu- lier sur un circuit qui fournit une tension stabilisée en suivant des fluctuations de tension. Un dispositif de mémoire vive statique (ou SRAM) utilise la technique consistant à précharger des lignes de bit pendant une opération de lecture, et avec cette technique, la tension de ses lignes de bit effectue une excursion dans les limites d'environ 1 volt au-dessous de la tension de la source d'alimentation. En considérant la figure 1, on voit un transis- tor de charge T8 consistant en un transistor à effet de champ MOS à canal N, connecté en diode, qui est branché entre une tension de source d'alimentation Vcc et une ligne de précharge 28, pour précharger la ligne de précharge 28 avec une tension Vcc-VTH (on désigne par VTH une tension de seuil du transistor de charge T8). Chaque paire de lignes de bit (BL1, BL1)(BLn, BLn) est connectée à la ligne de précharge 28 par l'inter- médiaire d'un circuit d'égalisation 14 qui comprend des transistors à effet de champ MOS à canal P T1-T3, qui sont activés par des impulsions d'égalisation OB, et des tran- sistors à effet de champ MOS à canal P T4, T5, qui sont dans l'état conducteur au repos. Entre des paires de lignes de bit, un ensemble de cellules de mémoire 10 sont disposées sous la forme d'une matrice arrangée en rangées et en colonnes, et les cellules de mémoire qui se trouvent dans la même rangée sont activées par des impulsions de rangée 0WL. Chaque paire de lignes de bit est connectée à des lignes de don- nées DL, DL qui sont connectées à un amplificateur de lçc- ture 12 par l'intermédiaire de transistors série T6, T7 qui consistent en transistors à effet de champ MOS à canal P. Les transistors série T6, T7 connectés à chaque paire de lignes de bit sont actives par des impulsions de colonne CD1, CDn qui sont fournies par un décodeur de colonne. Pendant un cycle de lecture, les paires de lignes de bit (BL1, BL1) (BLn, BLn) sont préchargées et égalisées avec la tension Vcc-VTH, par un transistor T8 et un circuit d'égalisation 14. Ensuite, des données enregistrées dans les cellules de mémoire 10 sont lues et transmises à des paires de lignes de bit par une impulsion de rangée OWL, et les données lues sont transmises vers une paire de li- gnes de données DL, DL, par l'intermédiaire d'une paire de transistors série qui sont activés par une impulsion de colonne, et ces données sont amplifiées par un amplifica- teur de lecture 12. Les transistors T4, T5 sont toujours à l'état conducteur, de façon à empêcher que la tension des paires de lignes de bit ne présente une excursion excessive pendant le cycle de lecture des cellules de mémoire 10. Ce mécanisme de précharge permet à l'amplificateur de lecture de fonctionner efficacement en ce qui concerne le temps de lecture et l'amplification. Cependant, lorsque la tension de source d'alimen- tation Vcc augmente au cours de ses fluctuations, la ten- sion de précharge des paires de lignes de bit augmente d'une valeur qui correspond à l'augmentation de la tensioh de la source d'alimentation. Ensuite, si la tension de la source d'alimentation Vcc tombe à la tension de source d'alimentation normale ou au-dessous de celle-ci, la ten- sion qui est préchargée sur les paires de lignes de bit reste égale à la tension de précharge accrue. Même si en pratique une décharge se produit par des cellules de mé- moire qui sont connectées entre les paires de lignes de bit, une longue durée est nécessaire pour obtenir une dé- charge jusqu'à la tension de précharge qui suit les fluctuations de la tension de la source d'alimentation. Il en résulte que la tension de paires de lignes de données DL, DL pendant une opération de lecture de données est plus élevée que la tension de la source d'alimentation Vcc, et l'opération de lecture de l'amplificateur de lectu- re 12 est ainsi perturbée. L'invention a donc pour but de procurer un cir- cuit suiveur de tension de source d'alimentation, pour ré- soudre le problème qui est décrit ci-dessus. Un autre but de l'invention est de procurer un circuit suiveur de tension de source d'alimentation qui fournisse une tension nécessaire, en fonction de fluctua- tions de la tension de source d'alimentation. Pour atteindre les buts qui sont indiqués ci- dessus, un circuit suiveur de tension de source d'alimen- tation, destiné à fournir une tension donnée qui est infé- rieure à la tension de source d'alimentation, comprend un premier noeud prévu pour l'application d'une tension de source d'alimentation, un second noeud et une ligne de sortie, des moyens de charge connectés entre le premier noeud et la ligne de sortie pour précharger la ligne de sortie avec la tension donnée, des moyens connectés entre le premier noeud et le second noeud pour charger le second noeud, et des moyens qui déchargent la ligne de sortie jus- qu'à la tension donnée, sous la dépendance de la tension de charge du second noeud. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la description se ré- fère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma de circuit d'une cel- lule de mémoire vive statique de type classique; et La figure 2 est un schéma du circuit suiveur de tension de source d'alimentation conforme à l'invention. En considérant la figure 2, on note que la ligne de sortie 32 est connectée à la ligne de précharge 28 de la figure 1, et qu'un transistor à effet de champ MOS à canal N T13 est un transistor de charge identique au tran- sistor T8 de la figure 1. La tension de source d'alimenta- tion normale est une tension classique qui est utilisée dans un dispositif de mémoire habituel. On utilisera à ti- tre d'exemple une tension de 16 V. Les transistors T13 à T16 sont des transistors à effet de champ MOS à canal N, et les substrats de ces transistors sont connectés à la masse. Les transistors T10 à T12 sont des transistors à effet de champ MOS à canal P, et les substrats de ces transistors sont connectés à la tension de source d'ali- mentation Vcc. Le canal drain-source du transistor T15 est connecté entre la ligne de sortie 32 et la masse, et les transistors T12, T16, avec leurs canaux drain-source connectés en série par l'intermédiaire d'un noeud de con- nexion 38, sont également connectés en parallèle avec le transistor T15 entre la ligne de sortie 32 et la masse. Le noeud de connexion 38 est connecté à la grille du transistor T15. Un condensateur C1 et des transistors con- nectés en diodes, T10, Tll, sont connectés en parallèle entre le premier noeud, qpi fournit la tension de source d'alimentation, et le second noeud; et ces transistors connectés en diodes T10, Tll sont connectés mutuellement en série. Le canal drain-source d'un transistor T14 est connecté entre le second noeud et la masse. La grille du transistor T12 est connectée à un second noeud 40, et les grilles des transistors T14, T16 sont connectées à la tension de source d'alimentation Vcc par l'intermédiaire d'un troisième noeud 36. Le condensateur C1 est prévu pour transmettre immédiatement au second noeud des variations transitoires de la tension de source d'alimentation, et les transistors T10, Tll sont prévus pour charger le se- cond noeud 40 à une tension donnée, à savoir la valeur qu'on obtient en soustrayant de la tension de source d'alimentation Vcc la somme des tensions de seuil des transistors T10, Tll, après l'écoulement de la durée né- cessaire pour la transition de la tension de source d'ali- mention Vcc. La partie qui comprend les transistors T12, T15, T16 est destinée à décharger la tension qui est char- gée sur la ligne de sortie 32, conformément à la tension qui est appliquée au second noeud 40. Le transistor T16 est prévu pour décharger la tension qui est chargée au noeud de connexion 38, et le transistor T14 est prévu pour transmettre le bruit qui est appliqué au second noeud 40. En ce qui concerne le rapport entre la largeur et la lon- gueur de canal des transistors T16, T14, on le choisit avec une valeur suffisamment faible pour ne pas décharger rapidement la tension de charge présente sur les noeuds 38, 40. La taille du transistor T14 peut être très inférieure à celle du transistor T16 et, si nécessaire, on peut ne pas utiliser le transistor T14. Au contraire, le transis- tor de charge T13 a une taille suffisamment grande pour fournir un courant qui charge des paires de lignes de bit, et la taille du transistor T15 est choisie de façon à dé- charger la tension présente sur la ligne de sortie 32, pour lui donner une valeur désirée en une durée fixée, au moment o ce transistor devient conducteur, et elle est inférieure à la taille du transistor T13 pour éviter une décharge excessive. On va maintenant décrire le fonctionnement.du circuit suiveur de tension de source d'alimentation con- forme à l'invention. Une tension de seuil de chaque tran-- sistor qui sera spécifiée ci-après consiste en une valeur absolue. En présence de la tension de source d'alimenta- tion normale NVcc, la ligne de sortie 32 est chargée par la tension NVccVTH13. On désigne ici par VTH13 la tension de seuil du transistor T13. La tension du second neeud 40 est chargée à la valeur (NVcc-VTH10-VTH11) par l'intermé- diaire des transistors T10, Tll. On désigne ici par VTH10 et VTH11 les valeurs absolues des tensions de seuil des transistors T10, Tll. Du fait que la tension entre la grille et la source du transistor T12 est inférieure à sa tension de seuil, à cause de la tension qui est chargée sur le second noeud 40, le transistor T12 est bloqué et le transistor T15 est également bloqué. Ensuite, lorsque la tension de source d'alimen- tation Vcc augmente de façon abrupte de la valeur a VH, à partir de la tension de source d'alimentation normale NVcc, la tension accrue apparait immédiatement sur le se- cond noeud 40, par l'intermédiaire du condensateur C1, mais le transistor T12 reste à l'état bloqué. Le transis- tor T15 est également bloqué. Ensuite, la ligne de sortie 32 est chargée par (NVcc-VTH13+.VH), et le noeud 40 est chargé par (NVcc-VTH11+ nVH), par l'intermédiaire des transistors T10, Tll. Les transistors T12, T15 restent donc bloqués. Lorsque la tension accrue (NVcc + AVH) diminue de façon abrupte de la valeur.6VL, à un certain ins- tant,.la tension réduite est immédiatement appliquée au second noeud 40. Si aVL a une valeur suffisante qui per- met à la tension grille-source d'être supérieure à la tension de seuil du transistor T12, ce dernier deviendra conducteur et, sous l'effet de la tension qui est chargée au noeud de connexion 38 par l'intermédiaire du transistor T12, le transistor T15 deviendra également conducteur. Ensuite, la ligne de sortie 32 est déchargée à (NVcc- VTH13+ AVH- AVL) par le passage du transistor T15 à l'état conducteur, et le second noeud est stabilisé à (NVcc- VTH10-VTH11+ eVH- AVL), par l'intermédiaire des transis- tors T10, Tll. A ce moment, le transistor T12 est bloqué et le transistor T15 est également bloqué. La ligne de sortie 32 peut donc être chargée à tout moment avec une tension qui est inférieure à la tension de source d'ali- mentation, avec un écart égal à la tension de seuil du transistor de charge T13, en suivant les fluctuations de la tension de source d'alimentation. L'homme de l'art comprendra aisément qu'on peut obtenir un tel résultat, même pour de faibles fluctuations de la tension de source d'alimentation, en minimisant la différence entre la tension grille-source et la tension de seuil du transistor T12. Comme décrit ci-dessus, lorsqu'on utilise dans une mémoire vive statique le circuit suiveur de tension de source d'alimentation qui est considéré ici, l'amplifica- teur de lecture peut accomplir correctement son opération de lecture des données, indépendamment des fluctuations de la source de tension d'alimentation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et auprocédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit suiveur de tension de source d'alimen- tation, destiné à fournir une tension donnée inférieure à une tension d'alimentation, caractérisé en ce qu'il com- prend: un premier noeud (34) destiné à recevoir la tension de source d'alimentation; un second noeud (40) et une ligne de sortie (32); des moyens de charge (T13)-connectés entre le premier noeud (34) et la ligne de sortie (32), pour pré- charger la ligne de sortie (32) avec la tension donnée; des moyens (C1, T10, Tll), connectés entre le premier noeud (34) et le second noeud (40) pour charger le second noeud (40); et des moyens (T12, T15, T16) qui déchargent la ligne de sortie (32) de façon à la faire passer à la tension don- née, sous l'effet de la tension à laquelle est chargé le second noeud (40). 2. Circuit suiveur de tension de source d'ali- mentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de charge consistent en un transistor à effet de champ MOS (T13) connecté en diode. 3. Circuit suiveur de tension de source d'ali- mentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de charge (T13) sont connectés en parallèle avec un condensateur et une paire de transistors à effet de champ MOS (T10, Tll) connectés en diodes. 4. Circuit suiveur de tension de source d'ali- mentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de décharge comprennent: un transistor à effet de champ MOS à canal P (T12) dont le canal source-drain est connecté entre la ligne de sortie (32) et un noeud de connexion (38), et dont la grille est connectée au second noeud (40); un transistor à effet de champ MOS à canal N (T16), dont le canal drain-source est connecté entre le noeud de connexion (38) et la masse, et dont la grille est connectée à la tension de source d'alimentation (Vcc); et un transistor à effet de champ MOS à canal N (T15), dont le canal drain-source est connecté entre la ligne de sortie (32) et la masse, et dont la grille est connectée au noeud de connexion (38). 5. Circuit suiveur de tension de source d'alimen- tation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un transistor à effet de champ MOS à ca- nal N (T14) dont le canal drain-source est connecté entre le second noeud (40) et la masse, et dont la grille est connectée à la tension de source d'alimentation (Vcc). 6. Dispositif de mémoire vive, caractérisé en ce qu'il comprend: un ensemble de paires de lignes de bit (BL1, BL1,... BLn, BLn) connectées à un ensemble de cel- lules de mémoire (10); des moyens (14) connectés entre chaque paire de lignes de bit (BL1, BL1,... BLn, BLn) et une ligne de précharge (28), pour égaliser ces paires de lignes de bit; des moyens de charge (T8, T13) connectés entre la tension de source d'alimentation (Vcc) et la ligne de précharge (28), pour précharger la ligne de précharge et les paires de lignes de bit (BL1, BL1,... BLn, BLn) avec une tension qui est inférieure d'une tension donnée à la tension de source d'alimentation; et des moyens con- nectés en parallèle avec les moyens de charge (T8, T13) pour fournir à la ligne de précharge (28) et aux paires de lignes de bit (BL1, BL1,... BLn, BLn) une tension qui est inférieure d'une tension donnée à une tension de source d' alimentation variable (Vcc). 7. Dispositif de mémoire vive selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que les moyens de charge con- sistent en un transistor à effet de champ MOS (T8, T13) connecté en diode, et la tension donnée est une tension de seuil de ce transistor.