Устройство ввода

 

(19)SU(11)936757(13)A1(51)  МПК ⁵    _H01L29/796(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) УСТРОЙСТВО ВВОДА

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для ввода сигналов в устройствах на основе приборов с зарядовой связью. Известно устройство ввода с динамической инжекцией, содержащее входной диод и электрод входного затвора [1]. Недостатком этой конструкции является невозможность ввода заряда, пропорционального абсолютной величине разности двух напряжений. Известно устройство ввода с отсечкой диода, содержащее входной диод и электрод затвора [2]. Недостатком этой конструкции является также невозможность ввода заряда, пропорционального абсолютной величине разности двух напряжений. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство ввода для приборов с зарядовой связью, выполненное на полупроводниковой подложке и содержащее область противоположного подложке типа проводимости, связанную зарядовой связью с каналом переноса заряда четырьмя полевыми электродами [3]. При соответствующем подключении внешних цепей, в том числе при подключении входных сигналов к электродам, это устройство может выполнять функцию дифференциальных входов при вводе сигналов в канал, в том числе в режиме электрического ввода постоянного по величине сигнала Q_o. Однако в этом случае величина инжектированного заряда зависит не только от величины входных напряжения U₁ и U₂ на электродах, но и от их знаков Q = Q_o + K(U₂ - U₁), т.е. при U₂ > U₁ формируемый заряд Q > Q_o, а при U₂ < U₁ формируемый заряд Q < Q_o. Невозможность ввода заряда, пропорционального абсолютной величине разности двух напряжений, является недостатком данной конструкции. Целью изобретения является обеспечение возможности формирования заряда, пропорционального абсолютной величине разности двух входных напряжений. Указанная цель достигается тем, что в устройстве ввода для приборов с зарядовой связью, выполненном на полупроводниковой подложке и содержащем область противоположного подложке типа проводимости, связанную зарядовой связью с каналом перекоса заряда четырьмя полевыми электродами, первый электрод подключен к третьему, а второй и третий имеют зарядовую связь с четвертым. На фиг. 1 изображен вариант выполнения устройства ввода; на фиг. 2 - распределение потенциалов при накоплении заряда под третьим электродом; на фиг. 3 - то же, под вторым. Устройство ввода содержит четыре электрода 1, 2, 3 и 4, из которых электрод 1 электрически соединен с электродом 3 и подключен к одной из дифференциальных входных шин 5, электрод 2 подключен к другой входной дифференциальной шине 6, а электрод 4 подключен к тактовой шине 7, и диффузионную область 8, подключенную к тактовой шине 9. Диффузионная область 8 имеет проводимость р-типа, которая противоположна проводимости кремниевой подложки 10. Электрод 3, соединенный электрически со связанным с диффузионной областью электродом 1 и зарядовой связью с электродом 2, совместно с последним формирует под одним из этих двух электродов заряд, пропорциональный разности абсолютных величин входных напряжений, а электрод 7, соединенный зарядовой связью с электродами 2 и 3, производит необходимую локализацию сформированного заряда независимо от того, под каким из электродов он сформирован. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на шину 9 подано большое запирающее напряжение, а на шину 7 - напряжение, соответствующее отсутствию обедненной области под электродом 4. На дифференциальные входные шины 5 и 6 поданы входные потенциалы. В устройстве ввода устанавливается распределение потенциалов. Под воздействием тактового напряжения на шине 9 потенциал под диффузионной областью 8 понижается до уровня ϕ₁, несколько превышающего потенциал под электродом 4, а затем возвращается в исходное положение. В результате этого под электродом 3 (см. фиг. 2) или под электродом 2 (см. фиг. 3) формируется заряд, по величине пропорциональный разности напряжений на шинах 5 и 6. Вывод заряда осуществляется путем подачи тактовых напряжений на электрод 7. Область рабочих напряжений дифференциальных входов зависит от величины тактовых напряжений на шинах 9 и 7. В одном из режимов работы формирование заряда осуществлялось в диапазоне разности входных напряжений от +8 до -8В. Таким образом, устройство ввода на приборах с зарядовой связью обеспечивает возможность формирования заряда, пропорционального абсолютной величине разности двух напряжений. Технико-экономическая эффективность устройства ввода заключается в том, что электроды, подключенные и расположенные специальным образом, позволяют в системах с зарядовой связью реализовать преобразование двух напряжений в заряд, пропорциональный абсолютной величине разности этих напряжений.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ВВОДА для приборов с зарядовой связью, выполненное на полупроводниковой подложке и содержащее область противоположного подложке типа проводимости, связанную зарядовой связью с каналом переноса заряда четырьмя полевыми электродами, отличающееся тем, что, с целью обеспечения формирования заряда, пропорционального абсолютной величине разности двух входных напряжений, первый электрод подключен к третьему, а второй и третий имеют зарядовую связь с четвертым.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3