Brevet FR2682802A1 — publié le 19930423

La présente invention concerne un dispositif pour générer une tension de programmation d'une mémoire permanente programmable, notamment une mémoire de type EPROM. Elle vise également un procédé mis en oeuvre dans ce dispositif ainsi qu'une mémoire intégrant ce dispositif. Lors des opérations de programmation de mémoires programmables, notamment de type EPROM, les générateurs de tension dont ces mémoires sont dotées doivent délivrer, à partir d'une tension externe appliquée, une tension de programmation stabilisée à des cellules mémoires qui représentent une charge équivalente d'impédance sensiblement variable Or, les dispositifs actuels de génération présentent généralement une impédance de sortie trop élevée pour contribuer à limiter à des niveaux raisonnables les variations de tension de programmation induites par les contraintes inhérentes à la fabrication. Or des variations de tension excessives provoquent des contraintes sur les composants qui peuvent conduire à leur dégradation et à leur destruction. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif pour générer une tension de programmation d'une mémoire permanente programmable, notamment de type EPROM, à partir d'une source externe de tension continue, comprenant des moyens pour générer une tension de référence. Suivant L'invention, ce dispositif comprend en outre des moyens pour dupliquer ladite tension de référence agencés selon une structure de miroir de tension et de courant et générant en sortie la tension de programmation, et un transistor MO O S suiveur dont le drain et la source sont respectivement reliés à la source externe de tension continue et à la sortie desdits moyens de duplication et dont la grille est reliée à un noeud interne prédéterminé desdits moyens pour générer une tension de référence. Ainsi, avec le dispositif selon l'invention, on dispose d'une tension de programmation délivrée par un générateur présentant une impédance de sortie considérablement réduite par rapport aux dispositifs de l'art antérieur par le recours à des moyens de duplication mettant en oeuvre une structure de miroir La boucle de contre-réaction négative réalisée par la liaison entre la grille du transistor suiveur et les moyens de génération de référence, contribue en outre à stabiliser la tension de programmation Cette boucle présente en pratique un gain négatif élevé par rapport aux variations de la tension de sortie Ceci procure une auto-adaptation du dispositif selon l'invention à des conditions de courant de charge variables. Suivant une version avantageuse de l'invention, les moyens pour générer une tension de référence comprennent un premier transistor MOS dont la source est reliée à la source externe de tension continue et un second transistor MOS dont le drain est relié à la masse, un premier, un second et un troisième éléments résistifs reliés en série entre la source externe de tension continue et la masse, la grille du premier transistor MOS étant relié à un noeud de jonction entre les premier et second éléments résistifs tandis que la grille du second transistor MOS est reliée à un noeud de jonction entre les second et troisième éléments résistifs, et les moyens de duplication comprennent un premier transistor MOS miroir dont le drain et la source sont reliées respectivement au drain du premier transistor MOS et à la source du second transistor MOS desdits moyens pour générer une tension de référence. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens de duplication comprennent en outre un deuxième transistor MOS miroir dont la grille est reliée à la grille du premier transistor MOS miroir et dont la source constitue la sortie desdits moyens de duplication, et un troisième transistor MOS miroir dont la grille, la source et le drain sont respectivement reliés à la grille du premier transistor MOS des moyens de génération, à la source externe de tension continue et au drain du second transistor MOS miroir. Suivant un autre aspect de l'invention, le procédé pour générer une tension de programmation d'une mémoire permanente programmable, notamment de type EPROM, à partir d'une source externe de tension continue, comprenant une première étape pour générer une tension de référence à partir d'une tension délivrée par ladite source externe de tension continue, mis en oeuvre dans le dispositif selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde étape pour dupliquer la tension de référence et générer la tension de programmation, et une troisième étape pour stabiliser la tension de programmation. Suivant une forme préférée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la troisième étape de stabilisation inclut une étape de contre-réaction dans laquelle la tension de programmation est asservie à la dite tension de référence. De plus, l'étape de duplication inclut une opération de miroir de courant et de tension de référence. Le dispositif selon l'invention peut être intégré dans des mémoires permanentes programmables, notamment de type EPROM, dans lesquelles peut également être mis en oeuvre le procédé selon l'invention. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci- après Aux dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est un schéma d'un dispositif générateur représentatif de l'art antérieur; la figure 2 est un schéma d'une forme de réalisation d'un dispositif générateur selon l'invention; et la figure 3 est un schéma d'une autre forme de réalisation d'un dispositif générateur selon l'invention. On va maintenant décrire une forme pratique de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 à 3. Le dispositif 10 selon l'invention comprend, en référence à la figure 2, un premier étage assurant la génération d'une tension de référence à partir d'une tension continue Vpp délivrée par une source externe de tension continue (non représentée) Ce premier étage correspond au montage générateur 1 représenté en figure 1 et déjà connu dans l'art antérieur Un tel circuit 1 comprend un premier, un second et un troisième éléments résistifs RI, R 2, R 3 reliés en série entre un point au potentiel de la source externe de tension continue Vpp et la masse, un premier transistor MOS TA dont la source est placée au potentiel Vpp et un second transistor MOS TB dont le drain est relié à la masse et dont la source est reliée au drain du premier transistor MOS TA La grille du premier transistor TA est reliée à un noeud de jonction entre les premier Ri et second R 2 éléments résistifs, tandis que la grille du second transistor MOS TB est reliée à un noeud de jonction entre les second R 2 et troisième R 3 éléments résistifs. Les premier et second transistors MOS TA, TB sont des transistors à canal _ réalisés par implantation et dont le substrat est relié à la source afin de minimiser les tensions de seuil. On montre aisément que ce circuit 1 génère une tension de sortie Vs sensiblement égale à Vpp * (Rl+R 3)/(Rl+R 2 +R 3), qui est indépendante des paramètres de fabrication du circuit tant que les deux transistors TA, TB restent saturés La tension de sortie du circuit 1 est dans la suite considérée comme tension de référence. Dans le dispositif selon l'invention, en référence à la figure 2, un circuit de duplication 20 est placé en aval du circuit générateur avec pour objectif de dupliquer la tension de référence sans créer de charge interne pour le générateur On peut ainsi réduire la sensibilité de la tension de sortie à d'éventuelles variations de courant de charge. Le circuit de duplication 20, qui met en oeuvre le concept connu en électronique de miroir de tension et de courant, comprend un premier transistor MOS miroir 14 inséré entre les deux premier et second transistors MOS TA, TB du générateur de tension de référence, un second transistor MOS miroir 16 dont la grille est reliée à la grille du premier transistor MOS miroir 14 et dont la source est au potentiel de la tension de sortie Vp, et un troisième transistor MOS miroir 15 dont la source est au potentiel Vpp, la grille reliée à la grille du premier transistor MOS TA et le drain relié au drain du second transistor MOS miroir 16 Le drain et la source du premier transistor MOS miroir 14 sont reliés respectivement au drain du premier transistor MOS TA et à la source du second transistor MOS TB. Les premier et second transistors MOS miroir 14, 16 sont des transistors réalisés par implantation à canal n tandis que le troisième transistor MOS miroir 15 est un transistor réalisé par implantation à canal P Il est à noter que les second et troisième transistors MOS miroir 15, 16 ont leurs substrats rspectifs reliés respectivement à leur source et leur drain afin de minimiser leur tension de seuil. Le dispositif 1 selon l'invention comprend un transistor MOS suiveur 12 natif à canal N dont le drain et la source sont reliés respectivement au potentiel Vpp de la source externe de tension continue et à la charge alimentée par le dispositif selon l'invention et représentée de façon schématique par une impédance 1 M. Cette charge est soumise à la différence de potentiel Vp stabilisée La grille du transistor suiveur 12 est reliée en un point prédéterminé N à la source du premier transistor MOS TA du générateur de tension de référence. La liaison en ce point N assure la fermeture d'une boucle de contreréaction négative de la tension de programmation Vp, dont une simulation numérique a montré la remarquable stabilité. A titre d'exemple, dans une forme effective de réalisation du dispositif selon l'invention, on obtient par simulation informatique une résistance de sortie du générateur égale à 2 7 ohms et une variation de la tension de programmation égale à seulement 81 m V pour une variation de courant de charge typique de O à 30 m A. Le dispositif générateur selon l'invention peut bien sûr être associé à d'autres circuits placés en amont ou en aval A titre d'exemple et en référence à la figure 3, on peut prévoir au sein d'un dispositif générateur 30 l'adjonction en amont d'un circuit 31 de contrôle de la tension d'alimentation délivrée au générateur de tension de référence Ce circuit de contrôle 31 peut par exemple comprendre un montage symétrique de deux bras de transistors MOS 33 a, 34 a; 33 b, 34 b, chaque bras comprenant un premier transistor MOS à canal N commandé respectivement par un signal de commande S et par son inverse logique généré par une porte logique inverseuse , et un second transistor MOS à canai D dont la grille est reliée au drain du transistor correspondant de l'autre bras, ces deux derniers transistors ayant chacun leur substrat relié à leur source. Le point de jonction des deux transistors 33 b, 34 b du second bras du circuit de contrôle 31 est relié à une première extrémité d'un réseau 32 de résistances R'L, R'2, R'3 implantées dans le substrat du circuit et constituant les trois résistances nécessaires au générateur de tension de référence décrit précédemment La partie restante du dispositif générateur 30 qui inclut l'étage de duplication et le transistor suiveur est identique au montage de la figure 2 décrit précédemment. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et on peut imaginer bien d'autres aménagements et applications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, on peut envisager divers modes de réalisation des éléments résistifs inclus dans le générateur de tension de référence Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut être associé à d'autres circuits de mise en forme ou de protection en fonction des contraintes spécifiques à la mémoire hôte et à ses conditions d'utilisation. REVENDICATIONS 1.Dispositif ( 10) pour générer une tension de programmation (Vp) d'une mémoire permanente programmable, notamment de type EPROM, à partir d'une source externe de tension continue (Vpp), comprenant des moyens (TA, TB, Ri, R 2, R 3) pour générer une tension de référence (Vs), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 20) pour dupliquer la dite tension de référence (Vs), agencés selon une structure de miroir de tension et de courant et générant en sortie la tension de programmation (Vp), et un transistor MOS suiveur ( 12) dont le drain et la source sont respectivement reliés à la source externe de tension continue (Vpp) et à la sortie desdits moyens de duplication ( 20) et dont la grille est reliée à un noeud interne prédéterminé (N) desdits moyens (TA, TB, Ri, R 2, R 3) pour générer une tension de référence. 2 Dispositif ( 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour générer une tension de référence comprennent un premier transistor MOS (TA) dont la source est reliée à la source externe de tension continue (Vpp) et un second transistor MOS (TB) dont le drain est relié à la masse, et un premier (Rl), un second (R 2) et un troisième (R 3) éléments résistifs reliés en série entre la source externe de tension continue (Vpp) et la masse, la grille du premier transistor MOS (TA) étant reliée à un noeud de jonction entre les premier (RI) et second (R 2) éléments résistifs tandis que la grille du second transistor MOS (TB) est reliée à un noeud de jonction entre les second (R 2) et troisième (R 3) éléments résistifs, et en ce que les moyens de duplication ( 20) comprennent un premier transistor MOS miroir ( 14) dont le drain et la source sont reliées respectivement au drain du premier transistor MOS (TA) et à la source du second transistor MOS (TB) desdits moyens (TA, TB, Ri, R 2, R 3) pour générer une tension de référence. 3 Dispositif ( 10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de duplication ( 20) comprennent en outre un deuxième transistor MOS miroir ( 16) dont la grille est reliée à la grille du premier transistor MOS miroir ( 14) et dont la source constitue la sortie desdits moyens de duplication, et un troisième transistor MOS miroir ( 15) dont la grille, la source et le drain sont respectivement reliés à la grille du premier transistor MOS (TA) des moyens de génération (TA, TB, Ri, R 2, R 3), à la source externe de tension continue (Vpp) et au drain du second transistor MOS miroir ( 16). 4 Dispositif ( 10) selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la grille du transistor MOS suiveur ( 12) est reliée au drain du premier transistor MOS (TA) des moyens de génération (TA, rb, RZ, R 2, R 3). Dispositif ( 10) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les premier (TA) et second (TB) transistors MOS sont des transistors MOS implantés à canal p et ont chacun leur substrat relié à leur source. 6 Dispositif ( 10) selon la revendication 3 et l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les premier ( 14) et second ( 16) transistors MOS miroir sont des transistors MOS implantés à canal n, le troisième transistor MOS miroir ( 15) est un transistor MOS implanté à canal p, et en ce que lesdits second ( 16) et troisième ( 15) transistors MOS miroir ont respectivement leur drain et leur source reliés respectivement à leur grille et à leur substrat. 7 Dispositif ( 10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transistor MOS suiveur ( 12) est un transistor MOS natif à canal n. 8 Dispositif ( 30) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 31) pour contrôler l'alimentation en tension continue desdits moyens (TA, TB, R'1, R'2, R'3) pour générer une tension de référence, par ladite source externe de tension continue (Vpp). 9 Procédé pour générer une tension de programmation d'une mémoire permanente programmable, notamment de type EPROM, à partir d'une source externe de tension continue (Vpp), comprenant une première étape pour générer une tension de référence (Vs) à partir d'une tension délivrée par ladite source externe de tension continue, mis en oeuvre dans le dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde étape pour dupliquer ladite tension de référence (Vs) et générer ladite tension de programmation (Vp), et une troisième étape pour stabiliser ladite tension de programmation (Vp). Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la troisième étape de stabilisation inclut une étape de contre-réaction dans laquelle la tension de programmation (Vp) est asservie à la dite tension de référence (Vs). 11 Procédé selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'étape de duplication inclut une opération de miroir de courant et de tension de référence. 12 Mémoire permanente programmable, notamment de type EPROM, intégrant le dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 ou mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 9 à 11.