Un amplificador de detección es un circuito que se utiliza para amplificar y detectar pequeñas señales en sistemas electrónicos. Se usa comúnmente en circuitos de memoria , como la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) , para leer y amplificar las señales débiles almacenadas en las celdas de memoria.
En la memoria de las computadoras modernas, un amplificador de detección es uno de los elementos que forman los circuitos de un chip de memoria semiconductor ( circuito integrado ); el término en sí se remonta a la era de la memoria de núcleo magnético . [1] Un amplificador de detección es parte del circuito de lectura que se utiliza cuando se leen datos de la memoria; su función es detectar las señales de baja potencia de una línea de bits que representa un bit de datos (1 o 0) almacenado en una celda de memoria y amplificar la pequeña oscilación de voltaje a niveles lógicos reconocibles para que los datos puedan ser interpretados correctamente por la lógica fuera de la memoria. . [2]
Los circuitos amplificadores de detección modernos constan de dos a seis (generalmente cuatro) transistores , mientras que los primeros amplificadores de detección para la memoria central a veces contenían hasta 13 transistores. [3] Hay un amplificador de detección para cada columna de celdas de memoria, por lo que generalmente hay cientos o miles de amplificadores de detección idénticos en un chip de memoria moderno. Como tales, los amplificadores de detección son uno de los pocos circuitos analógicos que quedan en el subsistema de memoria de una computadora.
Se requiere un amplificador de detección durante la operación de lectura y actualización de datos de la memoria en cuestión.
Los datos de un chip de memoria semiconductor se almacenan en pequeños circuitos llamados células de memoria . Los amplificadores de detección se aplican principalmente en celdas de memoria volátil . Las celdas de memoria son celdas SRAM o DRAM que están dispuestas en filas y columnas en el chip. Cada línea está adjunta a cada celda de la fila. Las líneas que corren a lo largo de las filas se llaman líneas de palabras y se activan al aplicarles voltaje. Las líneas que corren a lo largo de las columnas se llaman líneas de bits y dos líneas de bits complementarias están unidas a un amplificador de detección en el borde de la matriz. El número de amplificadores de detección es el de la "línea de bits" del chip. Cada celda se encuentra en la intersección de una línea de palabra y una línea de bits en particular, que se pueden utilizar para "direccionarla". Los datos de las celdas son leídos o escritos por el mismas líneas de bits que corren a lo largo de la parte superior de las filas y columnas [4] .
Para leer un bit de una celda de memoria en particular, se activa la línea de palabras a lo largo de la fila de la celda, activando todas las celdas de la fila. El valor almacenado (Lógica 0 o 1) de la celda luego llega a las líneas de bits asociadas con ella. El amplificador de detección al final de las dos líneas de bits complementarias amplifica los pequeños voltajes a un nivel lógico normal. Luego, el bit de la celda deseada se guarda desde el amplificador de detección de la celda a un búfer y se coloca en el bus de salida. [5]
El funcionamiento del amplificador de detección en DRAM es bastante similar al de SRAM, pero realiza una función adicional. Los datos de los chips DRAM se almacenan como carga eléctrica en pequeños condensadores en las celdas de memoria. La operación de lectura agota la carga en una celda, destruyendo los datos, por lo que después de leer los datos, el amplificador de detección debe volver a escribirlos inmediatamente en la celda aplicándole un voltaje, recargando el capacitor. Esto se llama actualización de memoria .
Como parte de sus diseños, los amplificadores de detección apuntan a un retardo de detección mínimo, un nivel requerido de amplificación, un consumo de energía mínimo, un ajuste en áreas de diseño restringidas y una alta confiabilidad y tolerancia.
