Цифровой сдвиговый регистр с зарядовой связью

 

фаз ффаа,ффф ф@ аВ фф -ффффИЙЭЭЮ

РТФ4Ю

О П И С Е (ii) 6006!б

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал- „;:;åñãèx

pp" 9" "в s 4K (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.76 (21) 2349760/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.в G 11С 19/00

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.78 (53) УДК 681.327.6 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. М. Хотянов (71) Заявитель

Московский институт электронного машиностроения (54) ЦИФРОВОЙ СДВИГОВЫЙ РЕГИСТР С ЗАРЯДОВОЙ

СВЯЗЬЮ

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 шину, 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 ьеличины фонового заряда при разбросах управляющих напряжений.

Цель изобретения — повышение стабильности работы регистра.

Это достигается тем, что в цифровой сдвиговый регистр с зарядовой связью введены дополнительная тактовая шина и дополнительный МДП-транзистор, сток которого сое5 динен с диффузионной областью, затвор — с дополнительной тактовой шиной, 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 диффузионной областью 1 и подложкой 2, тактовые шины 9 — 13, подсоединенные 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 Ф„ (момент времени) МДП-транзистор 8 открыт, и диффузионная область 1 разряжается до исходного потенциала, равного потенциалу под- ложки (для определенности рассматривается

ПЗС с каналом 1т-типа; в случае канала р-тиЗО па все напряжения — отрицательные), после

600615

3 чего МДП-транзистор 8 закрывается (момент 2) °

При записи в сдвиговый регистр логического нуля МДП-транзистор 7 закрыт и диффузионная область 1, начиная с момента времени 4, работает в «плавающем» режиме. После поступления тактовых импульсов Ф (момент

4) и Ф (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 (DI (момент fs) часть первоначального заряда подвижных носителей из «плавающей» 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 единица, МДП-транзистор 7 открыт. Поэтому при поступлении тактовых импульсов Ф и Ф (моменты времени от t> до

4) потенциальная яма ПЗС-элемента 4 заполняется зарядом до уровня, равного потенциалу подложки 2, что соответствует вводу максимального заряда.

Тактовые импульсы Ф могуг быть сформированы из импульсов Фь Фэ с помощью логической схемы ИЛИ вЂ” HE на МДП-транзисторах, реализованной на одном кристалле со сдвиговым регистром Ф =Ф +Ф .

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

5 этом регистре можно использовать «регулярные» ПЗС-элементы с минимальными геометрическими размерами, ограниченными лишь разрешающей способностью фотолитографического оборудования, поскольку его входная

10 часть не содержит элементов с площадями, меньшими, чем у «регулярных» ПЗС-элементов.

Формула изобретения

15 Цифровой сдвиговый регистр с зарядовои связью, содержащий подложку, последовательно соединенные цепочку ПЗС-элементов и диффузионную область с противоположным подложке типом проводимости, входную ин20 формационную 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

25 содержит дополнительную тактовую шину и ополнительный МДП-транзистор, сток котод арого соединен с диффузионнои областью, зтвор — 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.

«Зарубежная электронная техника», 1974, №5,с.3 — 86, 2. Gournal of applied Physios, 1974, 45, № 12, рр. 5303 — 530б.

1/ср

11 он

4 1

Фиг.2

Корректоры: А. Степанова и Л. Орлова

Редактор И. Грузова

Заказ 258/18 Изд. № 320 Тираж 738

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Ир

Я

Кч

Vï

12 о

)1(!

Составитель Г. Мамджян

Техред Н. Рыбкина