Выходное устройство с переносом зарядов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (111 (5) ) 5 . Н 01 1, 27/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР ФТИЙ (46) 30. ) О. 90. Бюл. У 40 (21) 4100843/24-25 (22) 25.07.86 (72) В.A.Арутюнов и О.В.Сорокин (53) 621.382 (088.8) (56) Секен К., Томрсет М. Приборь) с переносом .заряда. М.: Мир, 1978, с. 65-69.

Патент США Р 4398301, кл. С 11 С 19/28, опублик. 1983. (54) ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДОВ (57) Изобретение относится к полупроводниковым электронным приборам,действующим по принципу зарядовой связи, н мо)кет быть использовано в фотоэлектрических преобразователях, линиях задерщки, 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 плавающий электрод, введены дополнительные электроды с последовательной зарядовой связью с плавающим электродом и с выводами для присоединения к отдельным источникам регулируемого напряжения, при чем их число равно числу ступеней. регулировки. 2 ил.

1384131

11нобр те«не относится к полупро«одниковым .лектронным приборам,дей.тнующим ио принципу,зарядоBîH свя; н, и мс жет быть использовано в системах обнаружения, передачи и анализа изображений, а также в линиях задержки, фильтрах, ревербераторах, мультиплексорах и других устройствах обработки сигналов. 10

Пенью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, Па фиг. 1 приведена электрическая схема выходного устройства прибора с 15 переносом зарядов; на фиг. 2 — эпюры потенциальных ям, образующихся в полупроводниковой подложке под электродами выходного устройства при подаче на них управляющих электричес- 20 ких напряжений.

Выходное устройство прибора с переносом заряда содержит электроды переноса первой, второй и третьей фазы, обьединенные одноименными шинами 1, 2 и 3, барьерный электрод 4, плавающий электрод 5, дополнительные электроды б и 7, затвор сброса

8, область стока 9, транзистор сброса 10 и выходной транзистор 11. На 30 фиг. 1 для примера дана схема с двумя дополнительными электродами би 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 дополнитель-.„ ные электроды, например 6 и 7 имеет разные значения коэффициента преобразования К на регулируемых по протяженности участКах передаточной характеристики.

Устройство работает следующим об45 разом.

При подаче напряжения под электродами внутри полупроводниковой подложки возникает ряд потенциальных ям.

Перемещение зарядов к выходному устройству осуществляется при последо-. вательном изменении напряжений на электродах переноса, присоединенных к шинам 1, 2 и 3. Барьерный .электРод

4 индуцирует наименее глубокую постоянную потенциальную яму, через которую заряды последовательно переме-. щаются под плавающий электрод 5. Потенциал на электроде 5 устанавливают после каждого цикла считывания, подавая отнирающие импульсы на затвор транзистора сброса 10, присоединенг ный стоком к внешнему источнику постоянного напряжения. На дополнительные электроды 6 и 7 подают напряжения от внешнего источника, установкой 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 электроды 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 потенциалом. Передаваемый заряд распределяется по потенциальным ямам электродов 5, 6 и 7. Только та часть заряда, которая при этом находится под плавающим электродом 5, индуцирует,на плавающем электроде 5 и на затворе выходного транзистора 11 напряжение выходного сигнала 0 . При этом, пока сигнал накапливается только под плавающим электродом, получается 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 электрод 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.

Кроме возможности регулировки коэффициента преобразования такое устройство обладает дополнительными функциональными воэможностями. Оно может быть использовано для вычитания фона.

Для этого на дополнительном электроде 6 устанавливается напряжение, большее напряжения на плавающем электроде.

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

138<<13!

Аналогичным образом устройство может- работать как пороговое. 11ри

Ц U< выходное напряжение 11„ будет появляться начиная только с заряда определенной величины, задаваемой разностью потенциалов U --U .Устройство допускает возможность регулировки коэффициента преобразования в процессе его работы: при малых <и зарядах устанавливается максимальное

К, при больших — меньшее К. что расширяет динамический диапазон вьгходного устройства.

Формула изобретения

Выходное устройство с переносом зарядов, содержащее полупровоцниковую подложку, слой диэлектрика и последовательно расположенные поверх него электроды переноса, барьерный

I и «пав ающий электроды, выходной транзистор и транзистор сброса, причем исток транзистора сброса соединен с затвором выходного транзистора и плавающим электродом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены область стока, расположенная в подложке, с противоположным ей типом проводимости, электрод сброса,. расположенный рядом с областью стока, а также дополнительные электроды с зарядовой связью, расположенные между плавающим электродом и электродом сброса, причем каждь<й дополнительныи электрод имеет вывод для присоединения к отдельному исто:нику регулируемого напряжения, а электрод сброса соединен с электродом переноcà, расположенным перед барьерньм электродом.

lЗ84)З1

Фиа2

Составитель А.Забиякин

Редактор Г,Бельская Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 4354 Тираж 450 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб, д..4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Уагород, ул. Проектная, 4