Регенератор для накопителей на приборах с зарядовой связью Советский патент 1975 года по МПК G11C11/35 G11C11/403 

1

Изобретение относится к накопителям на интегральных схемах на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), например регистров, линий задержки, и предназначено для восстановления информационного заряда, передаваемого по ПЗС.

Известная схема содержит на кремниевой подложке МДП-транзистор, инжектор регенерированного заряда и управляющий электрод переноса заряда. Исток МДП-транзистора зарядно связан с выходом предыдущего разряда накопителя и электрически соединен с упрагвляющим электродом, а управляющий электрод зарядно связан с инжектором и с входным электродом последующего разряда накопителя.

Заряд, Приходящий в регенератор из предыдущего разряда накопителя, изменяет напряжение на управляющем электроде, а от этого напряжения зависит инжекция регенерированного заряда в последующий разряд накопителя.

Недостатком указанной схемы является то, что она инвертирует информацию, таким образом, в ПЗС-накопителях в один и тот же момент времени часть разрядов храиит прямой код, а часть разрядов - обратный. Одип и тот же разряд в различные моменты хранит то прямой, то обратный код. Это усложняет

переработку информации, считанной с таких накопителей.

Цель изобретения заключается в устранении этого недостатка, т. е. в регенерации без инверсии, что приводит к улучщению эксплуатационных характеристик накопителей, содержащих регенераторы.

Эта цель в предлагаемой схеме достигается введением двух дополнительных электродов переноса заряда.

На фиг. 1 показан предлагаемый регенератор; «а фиг. 2 - его работа. Защтрихованные прямоугольники изображают легированные области в полупроводниковой подложке, пезаштрихованные прямоугольники - металлические электроды над тонким слоем диэ.лектрика.

Регенератор содержит МДП-транзистор, состоящий из «стока 1, затвора 2 и стока 3, инжектор регенерированного заряда, состоящий из легированной области 4 и электрода переноса 5, и управляющий электрод переноса 6. Исток МДП-транзистора зарядно связан с выходом предыдущего разряда накопителя 7 и электрически соединен с управляющим электродом. Управляющий электрод зарядно связан с инжектором и с входным электродом 8 последующего разряда накопителя. Легированная об.тасть 4 инжектора соединена с первой щиной источника питания 9, а сток МДПтранзистора 3 - со второй шиной источника питания 10 (на-нряжение на второй шине по модулю больше напряжения на первой шине). Электрод переноса 5 инжектора и выход предыдушего разряда накопителя 7 соединены с первой тактовой шиной 11, а затвор 2 и входной электрод 8 соединены со второй тактовой шиной 12,

Первый дополнительный электрод 13 зарядно связан с электродом 5 инжектора, управляющим электродом 6, входным электродом 8 и соединен с ш«ной источника питания 10. Второй дополнительный электрод 14 соединен с третьей тактовой шиной 15 и зарядно связан с затвором 2 и электродом б. Первый электрод служит для промежуточного хранения регенерированного заряда 16, второй - для экстракции этого заряда.

Работа схемы иллюстрируется на фиг. 2. Сечение вертикальной плоскостью параллельной линии распространения заряда 17 поясняет координаты X на эпюрах поверхностного потенциала ф. С приходом импульса по тактовой шине 11 из области 4 через электрод 5 под электрод промежуточного хранения 13 инжектируется регенерированный заряд 16. Одновременно в исток МДП-транзистора 1 поступает информация из предыдушего разряда накопителя. Пусть в «сток поступил информационный заряд 18. При этом потенциал истока и связанного с ним электрода 6 повышается так, что потенциальная яма под этим электродом исчезает, как показано на эпюре 19. Если в исток заряд не поступает, то потенциал истока 1 и электрода 6 остается низким и потенциальная яма -под электродом 6 заполняется регенерированным зарядом 16, как показано на эпюре 20.

С приходом импульса по тактовой шине 15 под электродом 14 образуется потенциальная яма. Если в истоке 1 находится информационный заряд 18, то регенерированный заряд 16 не может перейти в эту яму: этому препятствует потенциальный барьер под электродом 6. Таким образом, заряд 16 остается под электродом 13, как показано на 21. Если в истоке нет заряда, то регенерированный заряд 16 переходит через электрод 6 в потенциальную яму под электродом 14, а оттуда экстрагируется через сток МДП-тра;НЗистора 3 в источник питания 10. Эпюра 22 показывает состояние потенциала ф к моменту окончания экстракции заряда 16.

С приходом имнульса по тактовой шине 12 иод входным электродом 8 последуюш,его разряда накопителя образуется потенциальная яма, в которую переходит регенерированный заряд 16, если он ранее не был экстрагирован, т. е. в том случае, когда в регенератор поступил заряд 18. Эпюра 23 иллюстрирует этот случай. Если же заряд 18 не поступал, то потенциальная яма под электродом 13 оказывается пустой и под входной электрод 8 заряд не передается.

С приходом импульса по шине 12 также экстрагируется в источник 10 через МДПтранзистор заряд 18, ,в результате чего задается начальный потенциал истока 1 « регенератор оказывается готовым « следуюшему циклу работы.

Таким образом, лосле подачи в регенератор заряда 18 на вход следуюшего разряда наконителя поступает регенерированный заряд 16. В отсутствие заряда 18 заряд 16 также не поступает, т. е. схема осушествляет восстановление заряда, не инвертируя его.

Предмет изобретения

Регенератор для накопителей на приборах с зарядовой связью, содержаший на одной полупроводниковой подложке МДП-трапзистор, электроды переноса заряда, нанесенные на подложку через слой диэлектрика, инжектор регенерированного заряда, легированная область которого подключена к первой шине источника питания, электрод переноса к первой тактовой шине, причем исток МДП-транзистора через входной электрод, соединенный с ним первой тактовой шиной, зарядно связан с выходом предыдущего разряда накопителя и соединен с управляющим электродом переноса, затвор МДП-транзистора подключен ко второй тактовой шине, сток - ко второй шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик регенератора, он содержит два дополнительных электрода, первый из которых зарядно связан с электродом инжектора, управляющим электродом, входным электродом последующего разряда накопителя и соединен со второй шиной источника питания, а второй дополнительный электрод соединен с третьей тактовой шиной и зарядно связан с затвором МДП-транзистора и управляющим электродом.

. Ь J f

/

2

п

19

fS

20

21

18

f

гз

1Б

IB

S