1
Изобретение относится к вычислительной технике.
Известен цифровой сдвиговый регистр с зарядовой связью, в котором сигнал логического нуля представляется отсутствием заряда в приборах с зарядовой связью, а сигнал логической единицы - зарядовым пакетом определенной величины 1.
Такой сдвиговый регистр характеризуется большой занимаемой площадью, так как изза больших потерь необходимо включать ступени регенерации информации через определенное число последовательных ПЗС-элементов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой сдвиговый регистр с зарядовой связью, содержащий подложку, последовательно соединенные цепочку ПЗС-элементов и диффузионную область с противоположным подложке типом проводимости, входную информационную щину, соединенную с затвором МДП-транзистора, сток которого подключен к диффузионной области, и тактовые шины 2.
Недостаток данного регистра заключается в нестабильности его работы из-за сильного изменения величины фонового заряда при разбросах управляющих напряжений.
Цель изобретения - повышение стабильности работы регистра.
Это достигается тем, что в цифровой сдвиговыйрегистр с зарядовой связью введены дополнительная тактовая шина и дополнительный МДН-транзистор, сток которого соединен с диффузионной областью, затвор - с дополнительной тактовой щиной, а истоки МДП-транзисторов подключены к подложке. На фиг. 1 изображена схема цифрового сдвигового регистра (выделена входная
часть); на фиг. 2 - временные диаграммы тактовых импульсов.
Цифровой сдвиговый регистр содержит диффузионную область 1 с противоположным подложке 2 типом проводимости, цепочку
ПЗС-элементов 3-6, МДП-транзисторы 7, 8, включенные параллельно между диффз зионной областью 1 и подложкой 2, тактовые шины 9-13, нодсоединенные к затворам ПЗСэлементов 3-6 и МДП-транзистора 8, и входную информационную шину 14, подключенную к затвору МДП-транзистора 7.
Схема работает следующим образом. Во время действия импульса подготовки Фп (момент времени) МДП-транзистор 8 открыт, и диффузионная область 1 разряжается до исходного потенциала, равного потенциалу подложки (для определенности рассматривается ПЗС с каналом «-типа; в случае канала р-типа все напряжения - отрицательные), после -- .%«../ -« -f .. чего МДП-транзистор 8 закрывается (момент При записи в сдвиговый регистр логического нуля МДП-траизистор 7 закрыт и диффузионная область 1, начиная с момента времени /2, работает в «нлавающем режиме. После поступления тактовых импульсов cpi (момент /з) и Ф2 (момент 4) часть заряда из диффузионной области 1 передается в ПЗС-элементы 3, 4. Во время заднего фронта Ф (начиная с момента 4) глубина потенциальной ямы ПЗС-элемента 3 уменьшается до нуля и хранившийся в ней заряд распределяется между диффузионной областью 1 и ПЗС-элементом 4, при этом сохраняется равенство их поверхностных потенциалов. В результате после окончания импульса Ф (момент 4) часть первоначального заряда подвижных носителей из «плаваюш,ей диффузионной области 1 вводится в ПЗС-элемент 4 в виде фонового заряда. Его величина определяется соотношением емкостей диффузионной области 1 и ПЗС-элемента 4. Когда в сдвиговый регистр записывается логическая еднница, МДП-транзистор 7 открыт. Поэтому при поступлении тактовых импульсов Ф1 и Фа (моменты времени от з ДО 4) потенциальная яма ПЗС-элемента 4 заполняется зарядом до уровня, равного потенциалу подложки 2, что соответствует вводу максимального заряда. Тактовые импульсы Фд могут быть сформированы из импульсов Фь Фз с помощью логической схемы ИЛИ-НЕ на МДП-транзисторах, реализованной на одном кристалле со сдвиговым регистром Фп Ф1+Фз. Стабильность работы данного цифрового сдвигового регистра с зарядовой связью значительно выше, чем у известного регистра, так как на порядок уменьшения изменения величины фонового заряда при разбросах управляющих напряжений. В то же время в этом регистре можно использовать «регулярные ПЗС-элементы с минимальными геометрическими размерами, ограниченными лищь разрещающей способностью фотолитографического оборудования, поскольку его входная часть не содержит элементов с площадями, меньщими, чем у «регулярных ПЗС-элементов. Формула изобретения Цифровой сдвиговый регистр с зарядовой связью, содержащий подложку, последовательно соединенные цепочку ПЗС-элементов и диффузионную область с противоположным подложке типом проводимости, входную информационную шину, соединенную с затвором МДП-транзистора, сток которого подключен к диффузионной области, и тактовые шины, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы регистра, он содержит дополнительную тактовую щину и дополнительный МДП-транзистор, сток которого соединен с диффузионной областью, затвор - с дополнительной тактовой шиной, а истоки МДП-транзисторов подключены к подложке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шилин В. А. Цифровые элементы и устройства на приборах с зарядовой связью. «Зарубелшая электронная техника, 1974, № 5, с. 3-86. 2.Gournal of applied Physios, 1974, 45, № 12, pp. 5303-5306.
