Коммутатор на мдп-транзисторных ключах

 

Изобретение относится к коммутационной технике в полупроводниковом микроэлектронном исполнении и может быть использовано в гибридных многоэлементных инфракрасных (ИК) фотоприемниках. Цель изобретения - повышение надежности за счет осуществления временной задержки накопления. Коммутатор на МДП - транзисторных ключах содержит N фоточувствительных элементов 1, два регистра сдвига 3, 6, конденсаторы 5 накопления, выходной усилитель 8, МДП-восстанавливающие транзисторы и несколько групп МДП-транзисторных ключей. Введение дополнительных фоточувствительных элементов, дополнительных групп МДП-транзисторных ключей, а также конденсаторов накопления и связей между ними позволяет увеличить отношение сигнал - шум многоэлементных фотоприемников, что повышает надежность работы всего коммутатора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 03 К 17/687

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720614/21 (22) 17.07.89 (46) 30.07.91. Бюл. Q 28 (72) Е.А.Климанов, В.П,Лисейкин, Ю.К.Ильин, В.Е.Ерохин и С.Л.Каттель (53) 621.382 (088.8) (56) R.À.Balllngall и др. TWO б!тепз!бпЭ

infrared focal plane arrays utlllslng à direct

inJect In put scheme, SPIE v. 685, Infrared

Technology XII, 1986, с. 115 — 122. (54) КОММУТАТОР НА МДП-ТРАНЗИСТОРН ЫХ КЛ ЮЧАХ (57) Изобретение относится к коммутационной технике в полупроводниковом микроэлектронном исполнении и может быть использовано в гибридных многоэлемент„„5U 1667240 А1 ных инфракрасных (ИК) фотоприемниках.

Цель изобретения — повышение надежности за счет осуществления временной задержки накопления. Коммутатор на МДП-транзисторных ключах содержит и фоточувствительных элементов 1. два регистра сдвига 3, 6, конденсаторы 5 накопления, выходной усилитель 8, МДП-восстанавливающие транзисторы и несколько групп МДП-транзисторных ключей. Введение дополнительных фоточувствительных элементов, дополнительных групп МДП-транзисторных ключей, а также конденсаторов накопления и связей между ними позволяет увеличить отношение сигнал-шум многоэлементных фотоприемников, что повышает надежность работы всего коммутатора, 1 ил.

1667240

Изобретение относится к коммутационным устройствам в полупроводниковом микроэлектронном исполнении и может быть использовано в гибридных многоэлементных инфракрасных (ИК) фотоприемниках, Целью изобретения является повышение надежности за счет осуществления режима временной задержки накопления (ВЗН), обеспечивающего увеличение отношения сигнал — шум многоэлементных фотоприемников, резервирование фоточувствительных элементов.

На чертеже представлена схема коммутатора, Коммутатор содержит п фоточувствительных элементов 1, первую и группу МДПтранзисторных ключей 2. первый регистр 3 сдвига, первый выход 4 первого регистра 3 сдвига, и конденсаторов 5 накопления, второй регистр 6 сдвига, вторую п группу МДПтранзисторных ключей 7, выходной усилитель 8, выход 9 выходного усилителя, являющийся вь ходом коммутатора, первый восстанавливающий МДП-транзисторный ключ 10, исток 11 первого восстанавливаю его МДП-транзисторно о ключа, являющийся первой шиной источника питания, затвор 12 восстанавливающего МДП-транзисторного ключа 10, являющийся первой управляющей шиной коммутатора, N и дополнительных фоточувствительных элементов 13, N.n первую группу дополнительных

МДП-транзисторных ключей 14, (И+1) п вторую группу дополнительных МДП-транзисторных ключей 15, N и конденсаторов 16 накопления, (N+1) и затворов второй группы дополнительных МДП-транзисторных ключей, являющихся второй управляющей шиной 17 коммутатора, (N+1) и третью группу дополнительных МДП-транзисторов 18, ((Й + 1) и — 1) дополнительных восстанавливающих МДП-транзисторных ключей 19, (Я+1) и истоков третьей группы дополнительных МДП-транзисторов, являющихся второй шиной 20 источника 20 питания, общую нулевую шину.

Коммутатор на МДП-транзисторных ключах содержит и формочувствительных элементов 1, подключенных одним выводом к общей нулевой шине, а другим выходом— к соответствующим истокам первой п группы МДП-транзисторных ключей 2, Затворы первой и группы МДП-транзисторных ключей 2 обьединены и подключены к первому выходу 4 первого регистра 3 сдвига, а стоки подключены к первым обкладкам и конденсаторов 5, вторые обкладки которых подключены к общей нулевой шине, BTG рцй регистр 6 сдвига предназначен для по5

55 следовательного считывания суммарных сигналов с второй и группы МДП-транзисторных ключей 7.

С первого по и выходы второго регистра

6 сдвига подключены к и затворам второй и группы МДП-транзисторных ключей 7, стоки которых объединены и подключены к входу выходного усилителя 8, Выход 9 выходного усилителя 8 является выходом коммутатора. Исток 11 первого восстанавливающего МДП-транзисторного ключа 10 является первой шиной источника питания, а его затвор подключен к первой управляющей шине 12 коммутатора.

В коммутатор дополнительно введены

N n дополнительных фоточувствительных элементов 13, которые подключены к N u первой группе дополнительных МДП-транзисторных ключей 14, причем затворы каждой из и подгрупп МДП-транзисторных ключей объединены и подключены к соответстующим N выходам первого регистра 3 сдвига. стоки N n первой группы дополнительных МДП-транзисторных ключей 14 объединены с истоками(И+1) и второй группы дополнительных МДП- транзисторных ключей 15 и подключены к соответствующим первым обкладкам N n конденсаторов

16, затворы (N+1) п второй группы дополнительных МДП-транзисторных ключей 15 объединены и являются второй управляющей шиной 17 коммутатора, стоки (N+1) и второй группы дополнительных МДП-транзисторных ключей 15 объединены с затворам (N+1) и третьей группы дополнительных

МДП-транзисторов 18 и подключены к соответствующим стокам ((N+1) n — 1) дополнитсльных восстанавливающих

МДП-транзисторных ключей 19 и стоку первого восстанавливающего МДП-транзисторного ключа 10.

Истоки ((N+1) и — 1) дополнительных восстанавливающих МДП-транзисторных кл ючей 19 объединены и подключены н истоку первого восстанавливающего МДП-транзисторного ключа 10. Затворы ((N+1).n — 1) дополнительных восстанавливающих МДПтранзисторных ключей 19 объединены и подключены к затвору первого восстанавливающего МДП-транзисторного ключа 10.

Истоки (N+1) п третьей группы допол нительных МДП-транзисторов 18 объединены и являются второй шиной 20 источника питания. (N+1) истоки каждой из и г,эдгрупп (И+1) и третьей группы дополни:ельных МДП-транзисторов 18 об единоны и подключены к соответствующим п истскам второй группы МДП-транзисторных ключей 7, 1667240

Устройство может быть реализовано с использованием МДП-транзисторов серии

2П305, регистров сдвига 564ИР6 и выходного усилителя 140УД8, а также базовых матричных кристаллов БИС, Коммутатор работает следующим образом.

В начальный момент времени устанавливается заданный потенциал на конденc8TQpdx 16 и 5 накоплениq с помощью ((N+1) n — 1) дополнительных восстанавливающих МДП-гранзисторных ключей 19, первого восстанавливающего МДП-транзисторного ключа 10, управляющей шины 17 и первой шины 11 источника питания, Затем при попадании оптического излучения, например, ИК от объекта на и фоточувствительных элементов 1 с помощью первого регистра 3 сдвига через первый выход 4 открывается первая п группа МДП-транзисторных ключей 2 на время т, 3а это время соответствующие и конденсаторов

5 накопления разряжаются фототоком. пропорциональным потоку излучения от соответствующих и фоточувстите lbHblx элеМ8НТ0В 1, Далее осуществляе1ся синхронизация времени включения последующих N подгрупп N n первой группы дополнительных МДП-транзисторных ключей 14 с временем перемещения соответствующих N подгрупп N и дополнительных фоточувствительных элементов 13, когда на соответствующие N. подгрупп фоточувствительных элементов попадает оптическое излучение от того же объекта, что и на п фоточувствительных элементов 1.

В результате (И+1) соответствующих конденсаторов 16 и 5 накопления каждой из п подгрупп разряжаются фототоком, пропорциональным тому же потоку оптического излучения, что падал на и фоточувствительных элементов 1.

Затем с помощью второй управляющей шины 17 коммутатора открывается (N+1) и вторая группа дополнительных МДП-транзисторных ключей 15 и с помощью второй п группы МДП-транзисторных ключей 7 и регистра 6 сдвига последовательно происходит считывание суммарного фотоэлектрического сигнала с соответствующих и подгрупп (И+1) конденсаторов 16 и 5 накопления через и подгрупп (N 1) дополнительных МДП-транзисторов 18 и через выходной усилитель 8.

Далее с помощью восстанавливающих транзисторных ключей 10 и 19 при открытых (М+1) и второй группы дополнительных

МДП-транзисторных ключах 15(N 1) и конденсаторов 5 и 16 заряжаются с помощью

55 первой шины 11 источника питания до исходного потенциала.

В результате осуществления режима временной задержки накопления коммутатор увеличивает отношение сигнал/шум в

VM раз, где М вЂ” число фоточувствительных элементов в N группе. Кроме того, если один или несколько фоточувствительных элементов в N подгруппе дефектные. дефектность иэображения не возникает. Это резервирует фоточувствительные элементы, По той же причине соответственно в M раз увеличивается процент выхода годных фотоприемников, что повышает надежность коммутатора в целом.

Формула изобретения

Коммутатор на МДП-транзисторных ключах, содержащий и фоточувствительных элементов, подключенных одним выводом к общей нулевой шине, а другим выводом — к соответствующим истокам первой и группы

МДП-транзисторных ключей, затворы которых объединены и подключены к первому выходу первого регистра сдвига, а стоки подключены к соответствующим обкладкам п конденсаторов накопления, вторые об кладки которых подключены к общей нулевой шине, второй регистр сдвига подключен к соответствующим и затворам второй группы МДП-транзисторных ключей, стоки которых объединены и подключены к входу выходного усилителя, выход которого является выходом коммутатора, и первый восстанавливающий МДП-транзисторный ключ, исток которого соединен с первой шиной источника питания, à его затвор подключен к первой управляющей шине коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет временной задержки накопления, в него введены N п дополнительных фоточувствительных элементов, N n первая группа дополнительных МДП-транзисторных ключей, N и дополнительных конденсаторов накопления, (N+1) и вторая группа дополнительных МДП-транзисторных ключей, ((M+n) и — 1) дополнительных восстанавливающих МДП-транзисторных ключей, (N+1) и третья группа дополнительных транзисторов, при этом N n дополнител ьн ых фоточувствител ьн ых элементов подключены к истокам первой группы N n дополнительных МДП-транзисторных ключей, причем затворы каждой из п подгрупп

МДП-транзисторных ключей объединены и подключены к соответствующим N выходам первого регистра сдвига, стоки N n первой

1667240

Составитель Л, Скобелева

Редактор, Т. Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 2533 Тираж 476 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 группы дополнительных МДП-транзисторных ключей и стоки первой и группы

МДП-транзисторных ключей объединены с истоками (N+1) и второй группы дополнительных МДП-транзисторных ключей и подключены к соответствующим первым обкладкам N n дополнительных и и конденсаторов накопления, вторые обкладки., которых подключены к общей нулевой шине, затворы (И+1) и второй группы дополнительных МДП-транзисторных ключей объединены и подключены к второй управляющей шине коммутатора, стоки (N+1) и второй группы дополнительных МДПтранзисторных ключей объединены с затворами (И+1) и третьей группы дополнительных МДП-транзисторов и подключены к соответствующим стокам ((N+1).п — 1) дополнительных восстанавливающих МДП"транзисторных ключей, причем истоки ((N+1) и — 1) дополнительных восстанавливающих МДП-транзисторных ключей объединены и подключены к истоку первого

5 восстанавливающего МДП-транзисторного ключа и первой шине источника питания коммутатора, затворы ((й+1) и -1) восстанавливающих МДП-транзисторных ключей объединены и подключены к затвору перво10 го восстанавливающего МДП-транзисторного ключа, истоки (N+1) и третьей группы дополнительных МДП-транзисторов объединены и соединены с второй шиной источника питания коммутатора, в (N+1)

15 стоки каждой иэ и подгрупп (N+1) и третьей группы дополнительных МДП-транзисторов объединены и подключены к соответствующим и истокам второй группы МДП-транзисторных ключей.