Выходное устройство с переносом зарядов Советский патент 1990 года по МПК H01L27/10 

: эо

П:1с1бретеииг относится к полуиро- яодимкпг мм электронпьм приборам,дей- стиующим по принципу .зарядовой свя- , и может использовано в системах обнлружоиия, передачи и анализа изображений, а также в линиях задержки, фильтрах, ревербераторах, мультиплексорах и других устройст- пах обработки сигналов,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена электр№1еская схема выходного устройства прибора с переносом зарядов; на фиг. 2 - эпюры потенциальных ям, образующихся в пол:,т1роводниковой подложке под элек-- тродами выходного устройства при подаче на них управляющих электрических напряжений.

Выходное устройство прибора с переносом заряда содержит электроды переноса первой, второй и третьей фазы, объединенные одноименными шинами 1, 2 и 3, барьерный электрод 4, плавающий электрод 5, дополнительные электрода 6 и 7, затвор сброса 8, область стока 9, транзистор сброса 10 и выходной транзистор 11, На фиг. 1 для примера дана схема с двумя дополнительными электродами 6 и 7. Изобретение применимо к любому другому числу дополнительных электродов соответственно желаемому числу ступеней регулировки коэффициента преобразования. Число фаз также не ограничивает применения изобретения.

Устройство в зависимости от напряжений, приложенных на дополнительные электроды, например 6 и 7,имеет разные значения коэффициента преобразования К на регулируемых по протяженности участках передаточной характеристики.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения под

ДаМИ внутри полупроводниковой ПОДЛОЖ

ки возникает ряд потенциальных ям. Перемещение зарядов к выходному устройству осуществляется при последовательном изменении напряжений на электродах переноса, присоединенйьпс к шинам 1, 2 и 3, Барьерный электрод А индуцирует наименее глубокую постоянную потенциальную яму, через которую заряды последоват ельно перемещаются под плавающий электрод 5. Потенциал на электроде 5 устаиаЕзливают после каждого цикла считывания, подавая отпирающие импульсы на затвор транзистора сброса 10, присоединенный стоком к внешнему источнику постоянного напряжения. На дополнительные электроды 6 и 7 подают напряжения от внешнего источника, установ- кой которого производят регулировку коэффициента преобразования. Затвор сброса 8 и сток 9 служат для сброса считанных зарядов. Этот сброс происходит при подаче на шину 3 и эле- 5 ктроды 6 и 7 такого же напряжения, как и на электроде 5 при большем напряжении на стоке 9,

При запертом транзисторе сброса 10 электрод 5 остается под плавающим 0 потенциалом. Передаваемый заряд распределяется по потенциальным ямам электродов 5, 6 и 7. Только та часть заряда, которая при этом находится под плавающим электродом 5, индуци- 5 рует .на плавающем электроде 5 и на затворе выходного транзистора 11 напряжение выходного сигнала U. При этом, пока сигнал накапливается только под плавающим электродом, получа- 0 ется максимальный коэффициент преобразования. Если заряд начинает накапливаться и под электродом 6, коэффициент преобразования уменьшается.Еще одно дополнительное уменьшение коэф- . фициента преобразования достигается в момент перехода накопления заряда и под элр.ктрод 7.

Величина участков на передаточной характеристике с различными коэффициентами преобразования зависит от соотношения напряжений на плавающем- и дополнительных электродах. Число этих участков определяется числом дополнительных электродов.

5

Кроме возможности регулировки коэффициента преобразования такое устройство обладает дополнительными функциональными возможностями. Оно может быть использовано для вычитания фона. Для этого на дополнительном электроде 6 устанавливается напряжение,большее напряже1шя на плавающем электроде.

,j5 При этом часть заряда, задаваемая разностью потенциалов Uj-U, , вычитается из всего заряда, пришедшего в выходное устройство, и не участвует в формировании выходного напряжения.

5

0

0

Аналогичным образом устройство может- работать как noporcjnoe. При и- и, вьгходкое напряжение U,. будет появляться начиная только с заряда определенной величины, задаваемой разностью потенциалов , .

.Устройство допускает возмоткность регулировки коэффициента преобразования в процессе его работы: при малых зарядах устанавливается максимальное К, при больших - меньшее К что расширяет дичамический диапазон выхоД ного устройства.

Форм.ула изобретения

Выходное устройство с переносом зарядов, содержащее полупроводниковую подложку, слой диэлектрика и последо вательно расположенные поверх него электроды переноса, барьерный

0

5

0

и ПЛЛНЛК1ЩИМ электроды, выходной транзистор и транз)стор сброса, причем исток транзистора сброса соединен с затвором вь1ходного транзистора и ггпавающим элект{5одом, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены область стока, расположенная Б подложке, с противоположным ей типом проводимости J. электрод сброса, расположенный рядом с областью стока, а также дополнительные электроды с зарядовой связью, распаложенные между плавающим электродом и электродом сброса, причем каждый дополнительный электрод имеет вывод для присогдингния к отдельному исто гнику регулируемого напряжения, а электрод c6pov7a соединен с электродом переноса, расположенным перед барье, электродом.

Изобретение относится к полупроводниковым электронным приборам,действующим по принципу зарядцовой связи, и может быть использовано в фотоэлектрических преобразователях, линиях задержки, фильтрах и других приборах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем многоступенчатой регулировки коэффициента преобразования величины заряда в выходное напряжение . Для этого в выходное устройство, имеющее плавакиций электрод, введены дополнительные электроды с последовательной зарядовой связью с плаваюпщм электродом и с выводами для присоединения к отдельным источникам регулируемого напряжения, при« чем их число равно числу ступеней, регулировки. 2 ил.о

фиг. 1

Фиг. 2