1
Изобретение относится к области полу.фоводниковых интегральных схем (ИС) и может быть использовано при создадии запоминающих устройств на приборах с зарядовой связью (ПЗС).
Известен последовательный трехфазный сдвиговый регистр (СР) с зарядовой связью 1.
Известный СР не допускает построения достаточно длинных цепочек, состоящих из большого количества последовательных ПЗС-элементов, вследствие возрастания потерь заряда при передаче. При построении ЗУ и ПЗС это существенно снижает степень интеграции из-за необходимости включения элементов восстановления информации че,рез определенное количество последовательных ПЗС.
Указанный недостаток устранен в СР последовательно-параллельно - последовательного типа . Устройство является наиболее близким известным техническим решением к данному изобретению.
Оно содержит входной и выходной последователъные трехфазные сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих фаз генератора тактовых импульсов, и информационную матрицу.
Недостатком поеледовательно-параллелько-последовательного СР с зарядовой связью является усложнение схем тактовых генераторов, обусловленное необходимостью нарушения регулярности следования высокочастотных тактовых импульсов, и как следствие этого - снижение надежности запоминающего устройства на ПЗС.
Целью изобретения является повышение надежности устройства.
Для этого в запоминающее устройство на регистрах с зарядовой связью введены скрытые затворы, МДП-транзисторы в цепях управления третьей фазы входного регистра и разделительные затворы, причем истоки МДП-транзисторов соединены с соответствующими скрытыми затворами, стоки подключены к выходу второй фазы генератора тактовых импульсов, а затворы соединены с соответствующей фазой генератора тактовых импульсов и с разделительными затворами, включенными между входным регистром и информационной матрицей.
На фиг. I изображена схема запоминающего устройства (для о-пределенности показан СР, содержащий четыре столбца (N6 4) и одиннадцать строк (длина внутренней матрицы - три бита); на фиг. 2 -
структура входного СР (в разрезе, выделен участок, соответствующий одному биту); на фиг. 3 - временные диаграммы тактовых импульсов; на фиг. 4-временные диаграммы высокочастотных тактовых импульсов и низкочастотных разделительных импульсов (в увеличением масштабе).
Входной последовательный трехфазный сдвиговый регистр состоит из затворов 1 - 11. На входе его расположены входная диффузионная область 12, проводимость всех диффузионных областей противоположна проводимости подложки 13, и входной затвор 14, с помощью которых осуществляется ввод информации в запоминающее устройство. Каждый ПЗС - элемент третьей фазы входного регистра 14 помимо затворов 3, 6, 9, подключенных к генератору тактовых импульсов, содержит скрытый затвор 15, 16, 17. Сэдрытый затвор соединен с истоком соответствующего МДПтранзистора 18, 19, 20. Стоки этих МДПтранзисторов подключены к выходу второй фазы Фг генератора тактовых импульсов, а затворы - к генератору низкочастотных импульсов Фар.
Выходной трехфазный сдвиговый последовательный регистр образован разделительными затворами 21-30. На выходе расположены выходной затвор 31 и выходная диффузионная область 32, с помощью которой осуществляется вывод информации из СР запоминающего устройства.
Внутренняя информационная матрица запоминающего устройства состоит из затворов 33-64, образующих параллельные каналы передачи информации 33-40, 41-48, 49-56, 57-64. Между матрицей и входным и выходным последовательными регистрами расположены разделительные затворы 65-76, управляемые низкочастотными разделительными импульсами Oip, Фар для определенности рассматриваются ПЗС с каналом л-типа (в р-канальных приборах все напряжения - отрицательные). Применение разделительных затворов позволяет при обеспечении непрерывного режима работы СР (без остановок высокочастотных тактовых генераторов Фь Фг, Фз) иопользовать для управления внутренней матрицей «стандартные трехфазные тактовые импульсы низкой частоты Фиь Ф2м, Фзм с
/ 7м длиной плоской части ( и пологими
фронтами, «слабо синхронизированные с высокочастотными тактовыми импульсами Фь Ф2, Фз («жесткая синхронизация требуется лишь для разделительных имоульсов Ф1Р, Фар). За счет этого существенно уменьшаются потери заряда при передаче во внутренней матрице и ослабляются требования к быстродействию генераторов низкочастотных импульсов Фш, Ф2м, Фзм, нагруженных на значительно большие емкости по сравнению с остальными тактовыми генераторами. Для исключения паразитных связей между параллельными каналами внутренней матрицы через затворывходного и выходного регистров ширина затворов второй и третьей фаз Фг, Фз входного регистра и первой фазы Ф1 выходного регистра увеличена по сравнению с остальными.
Входной регистр работает следующим
образоМ.
В интервалах между циклами обмена зарядами perHcipOiB с матрицей, когда разделительный импульс Ф1р отсутствует, разделительные затворы 65-68 и МДП-транзисторы 18-20, подключенные к скрытым затворам 15, 16, 17, закрыты. При этом скрытые затворы работают в «плавающем режиме, т. е. передают изменения потенциала, приложенные к тактовым электродам третьей фазы Фз 3, 6, 9, а входной регистр работает как обычный трехфазный последовательный СР.
С поступлением в момент времени / разделительного импульса Ф1р МДН-транзисторы 18-20 открываются, подключая скрытые затворы 15, 16, 17 к генератору тактовых импульсов второй фазы Ф2- Ноэтому с окончанием имлульса Фа (момент времени tz) напряжения на затворах второй фазы 2, 5, 8, 11 и на скрытых затворах 15, 16, 17 снижаются до уровня f/н, и зарядовые пакеты, хранившиеся под затворами второй фазы входного регистра 2, 5, 8, 11, передаются под разделительные затворы 65-68 и соответствующие электроды внутренней матрицы, образованной затворами 33, 41, 49, 57.
Но окончании импульса Фз (момент времени tz) напрял ение на скрытых затворах остается равным и„, так как подключенные к ним МДН-транзисторы по-прежнему открыты. Наконец, с окончанием разделительного импульса Ф1р (момент 4) разделительные затворы 65-68 закрываются, изолируя внутреннюю матрицу от входного регистра, а скрытые затворы опять переводятся в «плавающий режим. Таюим образом, входной регистр продолжаетработать
как обычный последовательный СР (вследствие задержки заднего фронта импульса Ф1р относительно заднего фронта импульса Фз потенциалы «плавающих скрытых затворов в отсутствие импульса Фз равияются , где UQ - пороговое напряжение МДН структуры, тем самым обеспечивается начальное обеднение подложки под скрытыми затворами, аналоличное остальным затворам). Использование отдельного
МДП-транзистора для каждого скрытого затвора позволяет увеличить потенциалы «плавающих скрытых затворов во время действия импульса Фз, вследствие уменьшения нагрузочных емкостей, подключенных
к ним.
Применение во входном регистре скрытых затворов, соединенных с тактовым генератором через МДП-транзисторы, позволяет управлять им с по-мощью «стандартных трехфазных тактовых импульсов с неизменными фазовъши соотношениями между ними (которые аналогичны тактовым импульсам в обычных последовательных СР). За счет этого существенно упрощаются схемы тактовых генераторов для последовательно - параллельно - последовательных СР с зарядовой связью и, следовательно, повышается надежность запоминающего устройства на ПЗС.
Формула изобретения
Запоминающее устройство на регистрах с зарядовой связью, содержащее входной и выходной последовательные трехфазные сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих фаз генератора тактовых импульсов, и информационную матрицу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит скрытые затворы, МДП-транзисторы в цепях управления третьей фазы входного регистра, и разделительные затворы, причем истоки МДП-транз1Исторов соединены с соответствующими скрытыми затворами, стоки подключены к выходу второй фазы генератора тактовых импульсов, а затворы соединены с соответствующими фазами генератора тактовых импульсов и с разделительными затворами, включенными входным регистром и информационной матрицей.
Источники информации, прИ|НЯТЬ е во внимание при экспертизе
1.Зарубежная электронная техника № 13, 1972, с. 4.
2.Зарубежная электронная техника ЛЬО, 1975, с. 44.
;;и:- о1
Ф,„ о
. о Ф,
; г f;l
г .. I/о
; 5 7 -/-
,., 1
M II, ,
0)
j«
ФчгЗ
