Устройство инвертирования заряда в приборах с переносом заряда

 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для инвертирования заряда в приборах с переносом заряда. Цель изобретения - повышение точности инвертирования заряда. Устройство для инвертирования заряда в приборах с переносом заряда содержит накспительную емкость, первый и второй каналы переноса заряда, первый и второй диоды и вход, выход и две управляющие шины. Первый канал переноса заряда может быть реализован на P-N-P-транзисторе или МДП-транзисторе с N-каналом, а второй канал переноса заряда - на N-P-N-транзисторе или МДП-транзисторе с P-каналом. Введение второго канала переноса заряда и двух диодов позволяет увеличить точность инвертирования заряда за счет использования каналов противоположного типа проводимости, коэффициент переноса заряда в которых имеет большую величину в связи с практическим отсутствием потерь в базе. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СООЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„158054 (51) 5 Н 03 К 9/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ входу первого канала 2 переноса заряда, первая обкладка накопительной емкости соединена с выходом второго канала 3 переноса заряда и катодом первого диода 4, анод которого соедичен с общей шиной, вторая обкладка накопительной емкости 1 соединена с катодом второго диода 5, вход и управляющий вход второго канала 3 переноса заряда соединены соответственно с входом 6 устройства и второй шины 7 управления, а управляющий вход и выход первого канала 2 переноса заряда соединены соответственно с анодом диода 5, первой управляющей шиной 8 и выходом 9 устройства. На фиг.3 в каГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4346365/24-21 (22) 21. 12. 87 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72),А.М.Аминев, А.Х.Султанов, А.Л.Тимофеев и Ю,И.Ковалев, (53) 621.374(088.8) (56) Патент Франции № 2226252, кл. Н 01 L 13/00, 1974.

Патент США № 3935477, кл. Н 03 К 19/40, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ИНВЕРТИРОВАНИЯ ЗАРЯДА

В ПРИБОРАХ С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для инвер- тирования заряда в приборах с переносом заряда. Цель изобретения — повышение точности инвертирования заряда.

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для инвертирсвания заряда в приборах с переносом заряда.

Цель изобретения — повышение точности инвертирования заряда.

На фиг.l приведена функциональная схема предлагаемого устройства инвертирования заряда; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг.3 и 4 — схемы устройства инвертирования заряда, варианты.

Устройство инвертирования заряда в приборах с переносом заряда (фиг.1) содержит накопительную емкость 1, вторая обкладка которой подключена к

Устройство для инвеотирования заряда в приборах с переносом заряда содержит накспительную емкость, первый и второй каналы переноса заряда, первый и второй диоды и вход, выход и две управляющие шины. Первый канал переноса заряда может быть реализован на р-и-р-транзисторе или МДП-транзисторе с п-каналом, а второй канал переноса заряда — на и-р-и-транзисторе или

Г1ДП-транзисторе с р-каналом. Введение второго канала переноса заряда и двух диодов позволяет увеличить точность инвертирования заряда эа счет использования каналов иротиповоложного типа проводимости, коэффициент переноса заряда в которых имеет большую ве- Е личину в связи с практическим отсутствием потерь в базе. 2 э,п.ф-лы, 4 ил ° С:

1580549 4 честве первого и второго каналов переноса заряда использованы соответотвенно р"и-р и и-р-и-транзисторы 10 и 11, а на фиг.4 в качестве первого и второго каналов переноса заряда ис5 пользованы МДП-транзисторы соответственно с и-каналами и р-каналами 12 и 13.

Устройство (фиг ° 3) работает следу- 10 ющим образом.

В исходнь1й момент времени (фиг.2) в емкости, подключенной к входу 6, хранится отрицательный заряд о . Напряжение на эмиттере и-р-п-транзис15 тора 11 U = ц /с, на базе - более отрицательное напряжение со второй шины 7 управления Up,= — Е, поэтому и-р-п-транзистор Il заперт, Емкость I разряжена (11 .= О), поэтому напряжение на коллекторе и-р-п-транзистора 11 и на эмиттере р-п-р-транзистора 10 равно напряжению на базе первой шины 8 управления +Е. В момент времени 1 на втоРую шину 7 уп равления подается импульс, устанавливающий на время (t - t„) на базе и-р-п-транзистора 11 потенциал, равный нулю. Вследствие этого п-р-п-транзистор 11 открывается, и заряд q

30 стекает через эмиттерный переход и-р-и-транзистора II до полного разряда второй емкости, п-р-и-транзистор 11 в это время находится в активном режиме, поэтому его ток коллектора с точностью до коэффициента передачи эмиттерногo тока равен току эмиттера. Положительное напряжение на коллекторе и-р-и-транзистора Il поддерживает закрытым-диод 4. В результате разряда входной емкости и передачи эмиттерного тока в коллектор на первой обкладке накопительной емкости 1 формируется заряд q,равный входному. Вторая обкладка в этом вре45 мя подключена через открытый диод 5 к потенциалу +Е, и на ней накапливается заряд с1 . Напряжение на первой обкладке снижается до величины (E -q/ñ). По окончании импульса на второй шине 7 управления и до прихода импульса на первую шину 8 управления (интервал t — t ) п-р-и-транзистор 11 закрыт отрицательным напряжением на базе, р-и-р-транзистор 10— положительным напряжением на базе, 55 диоды 4 и 5 включены встречно через накопительную емкость 1, поэтому тоже закрыты, С приходом импульса на первую шину 8 управления открывается р-n"р-транзистор 10 и диод 4. Заряд разряжается через змиттерный переход р"п-р-транзистора 10, заряд q стекает в шину нулевого потенциала через диод 4, Выходная емкость в исходном положении разряжена, поэтому напряжение на коллекторе р-и-р-транзистора 10 равно -Е и р-и-р-транзистор 10 находится в активном режиме. Его эмиттерный ток передается в коллектор, и тем самым заряд ц + переносится со второй обкладки накопительной емкости 1 на выход 9.. Таким образом, заряд

q,ïoñòóïHâøèé на вход 6, преобразуется в заряд ц на выходе 9.

Заряд q образован совокупностью электронов и для его переноса используется п-р-и-транзистор 11, представляющий собой канал переноса отрицательных зарядов. Со второй обкладки накопительной емкости 1 переносится заряд, образованный дырками, с помощью р-п-р-транзистора, представляющего собой канал переноса положительньгх зарядов.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует операцию переноса на первую обкладку накопительной емкости входного заряда, носителями которого являются электроны, по каналу с электронным типом проводимости (ток через п-р-и-транзистор определяется электронами) и операцию переноса со второй обкладки накопительной емкости положительного заряда, носителями которого являются дырки, по каналу с дырочным типом проводимости (р-и-ртранзистор) °

Кaíàëû переноса заряда противоположных типов проводимости могут быть выполнены также на МДП-транзисторах (фиг.4) и интегральных приборах с зарядовой. связью. Точность инвертирования определяется только коэффициентом переноса заряда в каналах, который для биполярных транзисторов лежит в диапазоне 0,99-0,999, а для

МДП-транзисторов еще выше в связи с отсутствием потерь в базе.

Формула изобретения

1. Устройство инвертирования заряда в приборах с переносом заряда, содержащее накопительную емкость, первый канал переноса заряда, вход которого подключен к второй обкладке

158054 накопительной емкости, выход соединен с выходом устройства, а управляющий вход подключен к первой шине управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности инвертирования заряда, введены второй канал переноса заряда противоположного знака, первый и второй диоды, причем вход второго канала переноса эа10 ряда соединен с входом устройства, управляющий вход подключен к второй шине управления, а выход второго канала переноса заряда соединен с катодом второго .диода и с первой обкладкой накопительной емкости, катод второго диода подключен к второй обкладке накопительной емкости и к входу первого канала переноса заряда, анод второго диода подключен к первой шине 2р управления, а анод первого диода соединен с шиной нулевого потенциала.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в качестве первого канала переноса использован

9 6

P"ï-р-транзистор, эмиттер, база и коллектор которого являются соответственно входом, управляющим входом и выходом первого канала переноса заряда, а в качестве второго канала переноса заряда использован п-р-и-транзистор, эмиттер, база и коллектор которого являются входом, управляющим входом и выходом второго канала перен са заряда, 3. Устройство по п,l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в качестве первого канала переноса заряда использован 1ЩП-транзистор с Il-каналом, исток, затвор и сток которого являются соответственно входом, управляющим вхо- . дом ивыходом первого канала переноса заряда, а в качестве второго канала переЬоса заряда использован ИДП-транзистор с р-каналом, исто, затвор и сток которого являются соответственно входом, у входом и выходом второго канала переноса заряда.

1580549

Составитель А.Янов

Техред Л. Сердюкова

Редактор И. Горная

Корректор С.Черни

Заказ 2022 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям »р« ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгсрод, уп, Гагарина, 101