DE2144235B2 - Verzögerungsanordnung - Google Patents
VerzögerungsanordnungInfo
- Publication number
- DE2144235B2 DE2144235B2 DE2144235A DE2144235A DE2144235B2 DE 2144235 B2 DE2144235 B2 DE 2144235B2 DE 2144235 A DE2144235 A DE 2144235A DE 2144235 A DE2144235 A DE 2144235A DE 2144235 B2 DE2144235 B2 DE 2144235B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- capacitance
- electrode
- voltage
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 101100400378 Mus musculus Marveld2 gene Proteins 0.000 description 1
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/04—Shift registers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/105—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
- H01L27/1055—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components comprising charge coupled devices of the so-called bucket brigade type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
die zweite Kapazität enthält, während eine Schalt- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die
Spannungsquelle zwischen der Steuerelektrode des oben beschriebene Signaldegradation eine Folge der
Transistors und dem von dem Eingangselektroden- 15 Tatsache ist, daß die Schwellenspannung eines Trankreis
des Transistors abgewandten Anschluß der sistors von dem übertragenen Signalwert AV abhängt,
ersten Kapazität anschließbar ist,dadurchge- Bei der Verwendung einer verhältnismäßig kleinen
kennzeichnet, daß db Eingangsilektrode Anzahl von Stufen wird der Effekt nur wenig stören;
des Transistors in wenigstens einer Anzahl von bei der Verwendung einer großen Anzahl von Stufen
Stufen über die Hauptstrombahn eines zweiten 20 jedoch, beispielsweise einigen Hundert, wird er stark
Transistors mit der ersten Kapazität verbunden stören. Der Effekt tritt besonders stark auf, wenn für
ist. die Transistoren Feldeffekt-Transistoren verwendet
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- werden. Der Grand hierfür ist, daß einerseits eine
kennzeichnet, daß die Steuerelektrode des zwei- elektrostatische Rückwirkung von der Abflußelekten
Transistors in wenigstens einer Anzahl von 25 trode über das Substrat auf den Kanal zwischen der
Stufen mit einem Punkt konstanten Potentials Quellelektrode und der Abflußelektrode des verwenverbunden
ist. deten Feldeffekt-Transistors erfolgt und andererseits,
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- daß die Länge des Kanals im geringen Maße von der
durch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode Spannung auf der Abflußelektrode abhängt. Bei FeIddes
zweiten Transistors in wenigstens einer An- 30 effeki-Transistoren mit einem hochohmigen Substrat
zahl von Stufen mit der Steuerelektrode des Tran- ist die elektrostatische Rückwirkung dominant, wähsistors
verbunden ist. rend bei Feldeffekt-Transistoren mit einem nieder-
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- ohmigen Substrat der zweite Effekt dominant ist.
durch gekennzeichnet, daß sie wenigstens teil- Die Erfindung wird nunmehr an Hand einiger in weise in einem Halbleiterkörper integriert ist. 35 den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele
durch gekennzeichnet, daß sie wenigstens teil- Die Erfindung wird nunmehr an Hand einiger in weise in einem Halbleiterkörper integriert ist. 35 den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die bekannte Anordnung,
F i g. 2 die an verschiedenen Punkten in den bekannten Anordnungen auftretenden Spannungen als
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ver- 40 Funktion der Zeit,
zögern elektrischer Impulse mit einer Reihe von Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungs-Stufen,
die je erne erste und eine zweite Kapazität gemäßen Verzögerungsanordnung,
enthalten, die mittels der Hauptstrombahn eines F i g. 4 eine Draufsicht auf ein integriertes Aus-Transistors miteinander verbunden sind, wobei die führungsbeispiel entsprechend F i g. 3,
zweite Kapazität jeder Stufe die eiste Kapazität der 45 F i g. 5 einen Querschnitt der Linie I in F i g. 4.
darauffolgenden Stufe bildet, wobei der Eingangs- In der bekannten Verzögerungsanordnung nach elektrodenkreis des Transistors die erste Kapazität Fig. 1 sind die Hauptstrombahnen der Feldeffekt- und der Ausgangselektrodenkreis des Transistors die Transistoren T0, T1 ... Tn in Reihe geschaltet. Die zweite Kapazität enthält, während eine Schaltspan- Kapazität C0 ist zwischen der Abflußelektrode und nungsquelle zwischen der Steuerelektrode des Tran- 50 der Torelektrode des Transistors T0 vorgesehen. Die sistors und dem von dem Eingangselektrodenkreis des Kapazität C1 ist zwischen der Abflußelektrode und Transistors abgewandten Anschluß der ersten Kapa- der Torelektrode des Transistors T1 vorgesehen. Die zität anschließbar ist. Bei einer bekannten Anord- Kapazität Cn ist zwischen der Abflußelektrode und nung dieser Art, wie beschrieben in der DT-OS der Torelektrode des Transistors Tn vorgesehen. Die 077, ist der Transistor ein Feldeffekt-Transistor. 55 Torelektrode des Transistors T1 ist mit dem Aus-Die Feldeffekt-Transistoren sind gruppenweise mit- gang S2 der Schaltspannungsquelle S0 verbunden, einander verbunden, wobei sie Knotenpunkte bilden, Die Torelektrode des Transistors T0 und Tn sind mit denen Schaltsignale zugeführt werden, die in der dem Ausgang S1 der Schaltspannungsquelle S0 verReihenfolge der Ordnungszahl der Knotenpunkte an- bunden. Die Diode Dn ist einerseits mit der Abflußsteigend phasenverschoben sind. 60 elektrode des Transistors Tn und andererseits mit dem
enthalten, die mittels der Hauptstrombahn eines F i g. 4 eine Draufsicht auf ein integriertes Aus-Transistors miteinander verbunden sind, wobei die führungsbeispiel entsprechend F i g. 3,
zweite Kapazität jeder Stufe die eiste Kapazität der 45 F i g. 5 einen Querschnitt der Linie I in F i g. 4.
darauffolgenden Stufe bildet, wobei der Eingangs- In der bekannten Verzögerungsanordnung nach elektrodenkreis des Transistors die erste Kapazität Fig. 1 sind die Hauptstrombahnen der Feldeffekt- und der Ausgangselektrodenkreis des Transistors die Transistoren T0, T1 ... Tn in Reihe geschaltet. Die zweite Kapazität enthält, während eine Schaltspan- Kapazität C0 ist zwischen der Abflußelektrode und nungsquelle zwischen der Steuerelektrode des Tran- 50 der Torelektrode des Transistors T0 vorgesehen. Die sistors und dem von dem Eingangselektrodenkreis des Kapazität C1 ist zwischen der Abflußelektrode und Transistors abgewandten Anschluß der ersten Kapa- der Torelektrode des Transistors T1 vorgesehen. Die zität anschließbar ist. Bei einer bekannten Anord- Kapazität Cn ist zwischen der Abflußelektrode und nung dieser Art, wie beschrieben in der DT-OS der Torelektrode des Transistors Tn vorgesehen. Die 077, ist der Transistor ein Feldeffekt-Transistor. 55 Torelektrode des Transistors T1 ist mit dem Aus-Die Feldeffekt-Transistoren sind gruppenweise mit- gang S2 der Schaltspannungsquelle S0 verbunden, einander verbunden, wobei sie Knotenpunkte bilden, Die Torelektrode des Transistors T0 und Tn sind mit denen Schaltsignale zugeführt werden, die in der dem Ausgang S1 der Schaltspannungsquelle S0 verReihenfolge der Ordnungszahl der Knotenpunkte an- bunden. Die Diode Dn ist einerseits mit der Abflußsteigend phasenverschoben sind. 60 elektrode des Transistors Tn und andererseits mit dem
Hierbei tritt, wie gefunden wurde, das Problem auf, Ausgang S2 der Schaltspannungsquelle S0 verbunden,
daß bei der Anwendung einer großen Anzahl von Stu- Die Zuflußelektrode des Transistors T0 ist über die
fen in der vorstehend beschriebenen Anordnung eine Reihenschaltung des Widerstandes R0, der Eingangsgute
Wirkungsweise dadurch gestört wird, daß in jeder Spannungsquelle V1 und der Gleichspannungsquelle E1
Stufe der Anordnung eine geringe Amplitudenminde- 65 mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden,
rung von Signalsprüngen auftritt. Hiermit wird ge- Die Wirkungsweise der bekannten Anordnung wird meint, daß dann, wenn das Eingangssignal beispiels- an Hand von F i g. 2 beschrieben. In F i g. 2 a bzw. 2 b weise von 0 Volt auf V Volt springt, das Ausgangs- sind die an den Ausgängen S2 und S1 auftretenden
rung von Signalsprüngen auftritt. Hiermit wird ge- Die Wirkungsweise der bekannten Anordnung wird meint, daß dann, wenn das Eingangssignal beispiels- an Hand von F i g. 2 beschrieben. In F i g. 2 a bzw. 2 b weise von 0 Volt auf V Volt springt, das Ausgangs- sind die an den Ausgängen S2 und S1 auftretenden
3 4
Spannungen als Funktion der Zeit dargestellt. Es sind gehörige Schwellenwertspannung des Transistors T2
symmetrische Rechteckspannungen mit einem Maxi- ist. Da d sehr viel kleiner isi als Δ V2^ gilt mit einer
mum von 0 Volt und einem Minimum von — E Volt. sehr guten Annäherung, daß V"d = V'd ist. Dies be-Während
der Zeit, daß die Spannung am Punkt S1 in deutet, daß die Spannungssenkung an der Kapazität
bezug auf Erde negativ ist, wird Information betreffs 5 C1 im Zeitintervall τ 6 gleich (A K2- 2 6) Volt sein
der Größe des Eingangssignals K, zur Kapazität C0 wird an Stelle von J K2 Voit, was es hätte sein musweitergegeben,
nach F ig. 2b somit während der Zeit- sen. Eine einfache Berechnung zeigt, daß die der
Intervalle τ 2, τ 4, τ 6 und τ 8. Im Zeitintervall ist Spannungssenkung von (JK2-O)VoIt an der Kapadas
Eingangssignal K1- klein, während es im Zeit- zität C0 im Zeitintervall τ 5 entsprechende Spannungsintervall τ 4 usw. groß ist. Im Zeitintervall τ 2 fließt xo Senkung an der Kapazität Cn aus dem kapazitiven
ein Strom durch den Transistor T0, der ungefähr Speicher nach Fig. 1 gleich (J K2-n-O)VoIt sein
gleich VjR0 Ampere ist. Hierbei ist K1- die Größe des wird, worin η die Ordnungszahl der Kapazität Cn ist.
Eingangssignals im beschriebenen Zeitintervall τ 2 und Dies trifft jedoch nur dann zu, wenn n-ö in bezug
R der Widerstandswert des Widerstandes R0 aus auf J K, klein isL Wenn η ■ δ vergleichbar wird mit
F i g. 1. Dieser Strom läßt die Spannung an der Ab- 15 J K.„ wenn η somit groß gewählt wird, ist die entfli,3elektrode
des Transistors T0 um eine Summe J K1 sprechende Spannungssenkung gleich (1 —<5)" Volt,
zunehmen; siehe Fig. 2d. Im Zeitintervall τ3 wird Wenn n-ö jedoch mit dem Signalwert J K, vergleicndie
Kapazität C0 über den Transistor T1 entladen, bis bar wird, werden auch Effekte zweiter und dritter
die Spannung an dieser Kapazität gleich -(E-Vd) Ordnung auftreten. Dies bedeutet, daß im Gegensatz
Volt' ist, worin Vd die Schwelleaspannung des ao zu den in Fig.2d und 2c behandelten Beispielen,
Transistors T1 ist, wobei die Größe der Schwel- wo nur ein Signalwert unkorrekt war (siehe inbig.ia
lenspannung durch den Signalwert JK1 bestimmt Intervall t5 und in Fig. 2c Intervall τ6), so sind
wird. Im Zeitintervall τ4 wird der Kapazität C0 zwei oder mehr aufeinanderfolgende Signalwerte
über den Transistor T0 mehr Ladung zugeführt, unkorrekt, wie in F i g. 2 f schematisch dargestellt ist.
wodurch die Spannung an der Abflußelcktrode a5 In diesen Figuren sind die Signalwerte in den Interdes
Transistors T0 um eine Summe AV2 Volt an- vallen im und im +2 unkorrekt. Im Intervall τ/η
steigt; siehe Fig. 2d. Im Zeitintervall τ5 wird die ist der Signalwert gleich (JK2-O11) volt und im
Kapazität C0 über den Transistor T1 entladen, bis die Intervall τ m + 2 ist der Signalwert gleich (J K2 d22)
Spannung an dieser Kapazität gleich -(E- V'd) Volt Volt. Erst im Intervall A K2 ist der Signalwert korreKt
ist, worin V'd die zum Signalwert J V2 gehörige 30 und gleich J K2 Volt.
Schwellenspannung des Transistors T1 ist. Es aat sich In F i g. 3 ist die erfindungsgemäße Verzogerungs-
herausgestellt, daß die zum Signalwert J K2 gehörige anordnung dargestellt. Sie enthalt die Iransisto-Schwellenspannung
V'd um eine Summe von ö Volt ren T0, T10, T1, Tn, T2, T12 und T3, deren nauptgrößer
ist als die zum Signalwert J K1 gehörige strombahnen miteinander in Reihe geschaltet sind.
Schwellenspannung Vd. Dies bedeutet, daß die im 35 Die Kapazitäten C0, C1, C2 und C3 sind zwischen der
Zeitintervall τ 5 auftretende Spannungssenkung an Abflußelektrode und der Torelektrode der betreuender
Kapazität C0 gleich (JK2-O)VoIt ist an Stelle den Transistoren T0, T1, T2 uud T3 vorgesehen, uie
von J K., Volt. In dem Moment, daß das Zeitinter- Zuflußelektrode des Transistors T0 ist über die Keivall
τ 6 beginnt, ist die Spannung an der Abflußelek- henschaltung eines Widerstandes R0 und einer signaitrode
des Transistors T0 gleich 40 Spannungsquelle K1- mit einem Punkt konstanten
Potentials verbunden. Die Torelektroden der Tran-
{- (2E- Vd) +-A)VoIt; sistorenT0 und T2 sind mit dem Ausgang S1 der
siehe Fig. 2d. Am Ende des erwähnten Zeitinter- SchaltspannungsquelleS0 verbunden, während die
valls ist die Spannung an der Abflußelektrode des Torelektroden der Transistoren T1 und I3 mit aem
Transistors T0 gleich 45 Ausgang S2 der Schaltspannungsquelle S0 verbunden
0 sind Die Torelektroden der Transistoren T10, Tn
{ - (2E - Va) + ö + J K2) Voit. und Γ}β sind mit einem Punkt konstanten Potentials
Im erwähnten Zeitintervall ist die Spannungssenkung verbunden. Die Abflußelektrode des Transistors T3
an der Kapazität C0 somit gleich J K2 Volt. ist mit der Kathode der Halbleiterdiode D. verbun-
Im Zeitintervall τ 3 wird die Kapazität C1 über 50 den, während die Anode dieser Diode mit dem Ausden
Transistor T1 aufgeladen, bis die Spannung an gang S1 der Schaltspannungsquelle S verbunden ist.
dieser Kapazität um eine Summe von Δ V1 Volt ge- Die Schwellenspannung Vd beispielsweise des Transtiegen
ist; siehe Fig. 2c. Im Zeitintervall τ4 wird sistors T10 ist nun bestimmend fur die Bezugsspandie
Kapazität C1 über den Transistor T2 entladen, bis nung an der Kapazität C0. Diesf ®f uf ^™S f
die Spannung an dieser Kapazität gleich -(E-Vd) 55 gleich -(E-Vd) Volt. Die erwähnte S^weUeiHpan-VoIt
ist, worin Vd die zum Signalwert J K1 gehörige nung Vd hängt von der Spannung an der Abflußelek
Schwellenspannung des Transistors T2 ist. Im Zeit- trode des Transistors T10 wahrend der Ladungsuber
Intervall τ 5 wird die Kapazität C1 über den Tran- tragung zwischen den Kapazitäten C0 ^d C ab
sistor T1 aufgeladen. Hierbei ist der Spannungs- Während dieser Ladungsübertragung ist die Span
anstieg an der Kapazität C1 gleich der Spannungs- 60 nung an der Torelektrode des Xranasto« Γ, gwdi
Senkung an der Kapazität C0 in dem beschriebenen -2EVoIt so daß die Spannung an der Abflußelek
Zeitintervall. Der erwähnte Spannungsanstieg ist so- trode des Tr3nSiStOrST1 gleich -^f-V,) Volt ist,
mit gleich (JK2-O)VoIt. Im Zeitintervall r6 wird worin K1 die Schwellenspannung des Transistors T
die Kapazität C1 über den Transistor T2 entladen, ist. Die zuletzt erwähnte Schwellenspannung ist ab
bis die Spannung an dieser Kapazität gleich 65 hängig von der Spannung an der AMußelektrode
y 6 ro des Transjstors τ während der erwähnten Ladungs-
-(E-K",,) Volt übertragung. Wenn die Amplitude der weiterge-
geworden ist, worin V"d die zum Signalwert (J K2-O) schobenen Signalaustastungen nacheinander gleich
A V1 und A V2 Volt ist, wobei AV2^-A V1, so ist die aus der vorhergehenden Speicherstufe, wobei dieser
Schwellenspannung V1 während der Übertragung der erste Transistor durch die Zonen Sl und 48 gebildet
Signalaustastung A V2 um eine Summe ö höher als die wird. Die Oberflächenzone 58 bildet sowohl die Ab-Schwellenspannung,
wie diese während der Über- flußelektrode des ersten Feldeffekt-Transistors aus tragung der Signalaustastung A V1 war. Dies bedeutet, 5 der beschriebenen Speicherstufe als auch die Zuflußdaß
die Spannung an der Abflußelektrode des Tran- elektrode des zweiten Feldeffekt-Transistors aus der
sistors T10 um dieselbe Summe höher sein wird. Da darauffolgenden Speicherstufe, wobei dieser zweite
(5 klein ist, bedeutet dies, daß die Änderung in der Feldeffekt-Transistor durch die Zonen 58 und 48
Schwellenspannung Vd des Transistors T10 viele Male gebildet wird. Die Torelektroden der zweiten Feldkleiner
ist als δ Volt. Hierdurch ist die Änderung io effekt-Transistoren aus jeder Speicherstufe sind mit
in der Bezugsspannung — (E- Vd) Volt über der der Metallbahn 57 verbunden. Die Torelektroden
Kapazität C0 infolge des auftretenden Signalsprungs der Transistoren, gebildet durch die Zonen 51 und
auch viele Male kleiner. 49, sind mit der Metallbahn 59 verbunden, während Die nun im Bezugspegel der Kapazität C1 auftre- die Torelektroden der Feldeffekt-Transistoren, die
tenden Änderungen werden durch die zwischen der 15 durch die Zonen 58 und 59 gebildet werden, mit
Abflußelektrode und der Torelektrode des Tran- der Metallbahn 54 verbunden sind. Die Metallbahnen
sistors T10 vorhandene Streukapazität Cn bestimmt. gehören zu den elektrischen Eingängen der Steuer-Wie
im obigen erläutert, ist die Schwellenspan- signale, die über diese Metallbahnen zugeführt wernung
V1 des Transistors T1 während der Übertragung den können.
der Signalaustastung A V2 um eine Summe <5 höher ao Die Halbleitervorrichtung nach den F i g. 4 und 5
als es die Schwelle^pannung während der Übertra- kann völlig auf die in der Halbleitertechnik übliche
gung der Signalaustastung Λ Vx war. Es tritt somit ein Weise hergestellt werden. Das Substrat 50 besteht
Ladungsverlust während der Übertragung der Signal- beispielsweise aus n-Typ-Silizium. Mit den üblichen
austastung A V2 auf. Dieser Ladungsverlust wird in Photomaskierungs- und Diffusionstechniken können
der Streukapazität Cn gespeichert und ist gleich d-Cr 25 danach die n-Typ-Zonen 48, 49, 51 und 58 vorge-Coulomb.
Diesen Ladungsverlust kann man somit sehen werden, die die jeweiligen Abmessungen von
dadurch beträchtlich einschränken, daß die Kapa- 24 bis 28 μΐη und 130 bis 68 μτη aufweisen,
zität Cn sehr klein gemacht wird; er kann daher um Die Breite uer Kanalzonen 56 und 60 beträgt beiFaktoren kleiner sein als derjenige Ladungsverlust, spielsweise 12 μπι. Die p-n-Übergänge zwischen den der dann auftreten würde, wenn der Transistor T10 30 p-Zonen und das Substrat erstrecken sich beispielsnicht vorhanden wäre. Der entsprechende Ladungs- weise bis zu einer Tiefe von ungefähr 2 bis 3 μΐη von verlust wäre dann gleich C- Λ Coulomb, worin C die der Halbleiteroberfläche aus. Die Isolierschicht 55 Größe der Kapazität C0 ist. Eine einfache Berechnung besteht beispielsweise aus Siliziumoxyd und/oder zeigt, daß die Impulsreaktion durch das Anbringen Siliziumnitrit und ist unter den Torelektroden 59. 54 des Transistors T10 und die Verkleinerung der Kapa- 35 und 57 innerhalb der Linien 52 und 59 in F i g. 4 zität C1, um einen Faktor CnIC gegenüber derjenigen beispielsweise 0,1 bis 0,2 μΐη dick. Außerhalb der er-Impulsreaktion verbessert wird, die bei der Verzöge- wähnten Linien ist die Isolierschicht 55 vorzugsweise rungsanordnung nach F i g. 1 auftritt. dicker, beispielsweise 1 μΐη.
zität Cn sehr klein gemacht wird; er kann daher um Die Breite uer Kanalzonen 56 und 60 beträgt beiFaktoren kleiner sein als derjenige Ladungsverlust, spielsweise 12 μπι. Die p-n-Übergänge zwischen den der dann auftreten würde, wenn der Transistor T10 30 p-Zonen und das Substrat erstrecken sich beispielsnicht vorhanden wäre. Der entsprechende Ladungs- weise bis zu einer Tiefe von ungefähr 2 bis 3 μΐη von verlust wäre dann gleich C- Λ Coulomb, worin C die der Halbleiteroberfläche aus. Die Isolierschicht 55 Größe der Kapazität C0 ist. Eine einfache Berechnung besteht beispielsweise aus Siliziumoxyd und/oder zeigt, daß die Impulsreaktion durch das Anbringen Siliziumnitrit und ist unter den Torelektroden 59. 54 des Transistors T10 und die Verkleinerung der Kapa- 35 und 57 innerhalb der Linien 52 und 59 in F i g. 4 zität C1, um einen Faktor CnIC gegenüber derjenigen beispielsweise 0,1 bis 0,2 μΐη dick. Außerhalb der er-Impulsreaktion verbessert wird, die bei der Verzöge- wähnten Linien ist die Isolierschicht 55 vorzugsweise rungsanordnung nach F i g. 1 auftritt. dicker, beispielsweise 1 μΐη.
Die Halbleitervorrichtung nach den Fig.4 und 5 Zur Verhinderung einer unerwünschten Kanalbil-
enthä't ein Substrat 50, das aus Isoliermaterial be- 40 dung kann man ferner auch Kanalunterbrecher \or-
stehen kann, das mit einem oder mehreren Ober- sehen, beispielsweise diffundierte Kanalunterbrcchcr
flächengebieten aus Halbleitermaterial versehen ist Die Leitbahnen 53 und 54 sind beispielsweise 115 ιτπ
oder das, wie im betreffenden Ausführungsbeispiel, breit, während die Breite der Leitbahn 57 gleich
beispielsweise selbst aus Halbleitermaterial bestehen 26 μΐη ist. Sie bestehen beispielsweise aus Al odci
kann. In dem Oberflächengebiet des Substrats 50 45 einem anderen geeigneten Elektrodenmaterial und
sind Reihen von Halbleiterzonen 48, 49, 50 und 58 sind beispielsweise 0,3 μΐη dick. Die Halbleitend:
vorgesehen. Die Zonen bilden einerseits mit den richtung kann auf bekannte Weise in eine übliche
Zonen 48 und andererseits mit den Zonen 49 Feld- Hülle montiert werden.
effekt-Transistoren. So bildet die Zone 51 mit der In der Verzögerungsanordnung nach Fig. 3 und -'-
Zone 49 in Höhe der Schnittlinie I in F i g. 4 den 50 werden drei Leitbahnen angewendet. Es ist jedoch
zweiten Feldeffekt-Transistor aus einer Speicherstufe, auch möglich, die Verzögerungsanordnung mit vier
die gemäß der Erfindung zwischen der ersten Kapa- Leitbahnen zu bestücken. Hierzu werden *dann bei-
zität und der Zuflußelektrode des ersten Feldeffekt- spielsweise (siehe F i g. 3) die Torelektroden der
Transistors aus der beschriebenen Speicherstufe vor- Transistoren T0 und T2 mit einer ersten Leitbahn,
gesehen ist. Hierbei wird dieser erste Feldeffekt- 55 die Torelektroden der Transistoren T1 und T., mit
Transistor gebildet, und zwar durch die Zonen 49 einer zweiten Leitbahn, die Torelektroden der Tran-
und 58. Die erste Kapazität wird durch die Kapazität sistoren T10 und T12 mit einer dritten Leitbahn und
zwischen der Oberflächenzone 51 und der Metallbahn die Torelektrode des Transistors Tn mit einer vierten
53 gebildet, die durch eine die Halbleiteroberfläche Leitbahn verbunden. Zwischen der ersten und der
bedeckende Isolierschicht 55 voneinander getrennt 60 vierten Leitbahn wird eine Gleichspannungsquelle
sind. Die zweite Kapazität aus der beschriebenen angeschlossen. Ebenso wird zwischen der zweiten und
i, Speicherstufe wird durch die Kapazität zwischen der dritten Leitbahn eine Gleichspannungsquelle ange-
f; Torelektrode des ersten Feldeffekt-Transistors und schlossen. Die erste und die zweite Leitbahn werden
der Oberflächenzone 58 gebildet, die durch die Iso- beispielsweise jeweils mit dem Ausgang S1 und dem
lierschdcht 55 voneinander getrennt sind. Die Ober- 65 Ausgang S2 der Schaltspannungsquelle S0 in Fi g. 3
flächeinzone 51 bildet sowohl die Zuflußelektrode des verbunden'
ersten Transistors aus der beschriebenen Stufe sowie Ferner ist es möglich, die Torelektroden der Tran-
die Abflußelektrode des ersten Feldeffekt-Transistors sistoren T10, T11 und T1* an Stelle mit der Spannungs-
quelle E (siehe F i g. 3), mit der Torelektrode des ihr vorhergehenden Transistors zu verbinden. Dies kann
beispielsweise in dem Halbleiterkörper nach F i g. 4 und 5 verwirklicht werden, indem die Leitbahnen 54
und 57 miteinander verbunden werden. Dies hat den Vorteil, daß die Streukapazitäten zwischen der Abflußelektrode
und der Torelektrode der Transistoren T10, T11 und T12 verringert werden können, wodurch
die Impulsreaktion ebenfalls verbessert wird. Außerdem sind nun nur zwei Leitbahnen erforderlich,
wodurch die erforderliche Oberfläche pro Speichereinheit verkleinert werden kann. Außerdem ist keine
zusätzliche Gleichspannungsquelle £ mehr erforderlich.
Es wird einleuchten, daß die Erfindung sich nicht auf die vorgegebenen Beispiele beschränkt und daß
für den Fachmann im Rahmen der Erfindung viele Abwandlungen möglich sind. So können sowohl
Feldeffekt-Transistoren mit einer η-Typ- als auch mit einer p-Typ-Kanalzone angewendet werden. Auch
können sowohl Feldeffekt-Transistoren vom Bereicherungstyp als auch vom Verarmungstyp verwendet
werden. Ferner kann auf vorteilhafte Weise niederohmiges Substrat, beispielsweise Iß, angewendet
und die Kanallänge etwas größer gewählt werden. Diese beiden Maßnahmen haben zur Folge,
daß die Rückwirkung noch weiter herabgesetzt werden kann. Ferner kann die in F i g. 3 beschriebene
Schaltung beispielsweise vorteilhaft zur Verwirklichung eines Filters für elektrische Signale angewendet
werden. Auch können in Kombination mit dem beschriebenen Speicher übliche Ein- und Ausgangskreise
angewendet werden. Ferner können zwei oder mehrere der erwähnten Speicher mit gemeinsamen
Eingängen und/oder Ausgängen parallel geschaltet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409529/389
Claims (1)
1. Anordnung zum Verzögern elektrischer Im- nimmt das Ausgangssignal auch diesen Wert an. Der
pulse, mit einer Reihe von Stufen, die je eine erste 5 erwähnte Effekt hat einen sehr nachteiligen Einfluß
Kapazität und eine zweite Kapazität enthalten, auf die Frequenzkennlinie der Anordnung.
die mittels der Hauptstrombahn eines Transistors Die Erfindung bezweckt, das obenerwähnte Pro-
miteinander verbunden sind, wobei die zweite Ka- blem zu lösen und ist dadurch gekennzeichnet, daß
pazität jeder Stufe die erste Kapazität der darauf- die Eingangselektrode des Transistors in wenigstens
folgenden Stufe bildet, wobei der Eingangselek- io einer Anzahl von Stufen über die Hauptstrombahn
trodenkreis des Transistors die erste Kapazität eines zweiten Transistors mit der ersten Kapazität
und der Ausgangselektrodenkreis des Transistors verbunden ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL7014136.A NL165869C (nl) | 1970-09-25 | 1970-09-25 | Analoog schuifregister. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2144235A1 DE2144235A1 (de) | 1972-03-30 |
DE2144235B2 true DE2144235B2 (de) | 1974-07-18 |
DE2144235C3 DE2144235C3 (de) | 1975-03-06 |
Family
ID=19811158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2144235A Expired DE2144235C3 (de) | 1970-09-25 | 1971-09-03 | Verzögerung sanordnung |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3745383A (de) |
JP (1) | JPS5211869B1 (de) |
AU (1) | AU454091B2 (de) |
BE (1) | BE773007A (de) |
CA (1) | CA933245A (de) |
DE (1) | DE2144235C3 (de) |
DK (1) | DK131258B (de) |
ES (1) | ES395348A1 (de) |
FR (1) | FR2108545A5 (de) |
GB (1) | GB1370933A (de) |
NL (1) | NL165869C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2919970A1 (de) * | 1978-07-06 | 1980-01-17 | Ebauches Sa | Schieberegister |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3902187A (en) * | 1971-04-01 | 1975-08-26 | Gen Electric | Surface charge storage and transfer devices |
GB1357515A (en) * | 1972-03-10 | 1974-06-26 | Matsushita Electronics Corp | Method for manufacturing an mos integrated circuit |
DE2324914A1 (de) * | 1973-05-17 | 1974-12-05 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Integrierte igfet-eimerkettenschaltung |
US3947698A (en) * | 1973-09-17 | 1976-03-30 | Texas Instruments Incorporated | Charge coupled device multiplexer |
GB1442841A (en) * | 1973-11-13 | 1976-07-14 | Secr Defence | Charge coupled devices |
US3899694A (en) * | 1974-02-08 | 1975-08-12 | Bell Telephone Labor Inc | Compensating reference voltage circuit for semiconductor apparatus |
US4100513A (en) * | 1975-09-18 | 1978-07-11 | Reticon Corporation | Semiconductor filtering apparatus |
DE2646301C3 (de) * | 1975-10-31 | 1981-01-15 | Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa (Japan) | Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement |
IT1075851B (it) * | 1975-11-17 | 1985-04-22 | Ibm | Circuito perfezionato a trasferimento di carica |
CA1101993A (en) * | 1976-04-15 | 1981-05-26 | Kunihiro Tanikawa | Charge coupled device |
JPS5814749B2 (ja) * | 1976-04-15 | 1983-03-22 | 富士通株式会社 | 電荷転送装置 |
JPS5569551U (de) * | 1978-11-02 | 1980-05-13 | ||
US4371885A (en) * | 1979-10-10 | 1983-02-01 | Hughes Aircraft Company | Charge coupled device improved meander channel serial register |
US4250517A (en) * | 1979-11-30 | 1981-02-10 | Reticon Corporation | Charge transfer, tetrode bucket-brigade device |
NL8001730A (nl) * | 1980-03-25 | 1981-10-16 | Philips Nv | Ladings-tweedeler. |
US4361771A (en) * | 1980-11-24 | 1982-11-30 | Honeywell Inc. | Voltage summation circuit |
JPS58154269A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-13 | Matsushita Electronics Corp | 電荷転送装置 |
JPS58184760A (ja) * | 1982-04-22 | 1983-10-28 | Sony Corp | 電荷転送素子 |
JPH06314706A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Nec Corp | 電荷転送装置、その駆動方法およびその製造方法 |
US5644262A (en) * | 1995-02-24 | 1997-07-01 | Intel Corporation | Digitally controlled capacitive load |
JP2768312B2 (ja) * | 1995-06-02 | 1998-06-25 | 日本電気株式会社 | 電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法 |
US5714907A (en) * | 1996-07-29 | 1998-02-03 | Intel Corporation | Apparatus for providing digitally-adjustable floating MOS capacitance |
EP3973626A1 (de) * | 2019-05-21 | 2022-03-30 | Hitachi Energy Switzerland AG | Modularer kaskadierter ladungspumpenumsetzer |
-
1970
- 1970-09-25 NL NL7014136.A patent/NL165869C/xx not_active IP Right Cessation
-
1971
- 1971-09-03 DE DE2144235A patent/DE2144235C3/de not_active Expired
- 1971-09-21 AU AU33699/71A patent/AU454091B2/en not_active Expired
- 1971-09-22 CA CA123413A patent/CA933245A/en not_active Expired
- 1971-09-22 JP JP46073538A patent/JPS5211869B1/ja active Pending
- 1971-09-22 GB GB4421671A patent/GB1370933A/en not_active Expired
- 1971-09-22 DK DK462471AA patent/DK131258B/da unknown
- 1971-09-23 BE BE773007A patent/BE773007A/xx unknown
- 1971-09-23 ES ES395348A patent/ES395348A1/es not_active Expired
- 1971-09-24 FR FR7134500A patent/FR2108545A5/fr not_active Expired
-
1972
- 1972-03-03 US US00231765A patent/US3745383A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2919970A1 (de) * | 1978-07-06 | 1980-01-17 | Ebauches Sa | Schieberegister |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES395348A1 (es) | 1973-12-01 |
US3745383A (en) | 1973-07-10 |
NL7014136A (de) | 1972-03-28 |
NL165869C (nl) | 1981-05-15 |
DK131258C (de) | 1975-11-17 |
GB1370933A (en) | 1974-10-16 |
JPS5211869B1 (de) | 1977-04-02 |
DK131258B (da) | 1975-06-16 |
DE2144235C3 (de) | 1975-03-06 |
DE2144235A1 (de) | 1972-03-30 |
AU3369971A (en) | 1973-03-29 |
AU454091B2 (en) | 1974-10-17 |
FR2108545A5 (de) | 1972-05-19 |
NL165869B (nl) | 1980-12-15 |
CA933245A (en) | 1973-09-04 |
BE773007A (fr) | 1972-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2144235B2 (de) | Verzögerungsanordnung | |
DE2159192A1 (de) | Feldeffektspeichertransistor mit isolierter Gate Elektrode | |
DE2833884A1 (de) | Ladungsgekoppelte schaltungsanordnung mit steuerbarer verstaerkung | |
DE1961125C3 (de) | Speicherschaltung | |
DE1920077C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Übertragen von Ladungen | |
DE2432352C3 (de) | MNOS-Halbleiterspeicherelement | |
DE2341899A1 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE2363089C3 (de) | Speicherzelle mit Feldeffekttransistoren | |
DE2740203C2 (de) | Ladungsgekoppelte Halbleiteranordnung | |
DE2421988C2 (de) | Analogspannungsschalter | |
DE1182293B (de) | Elektronische Festkoerperschaltung mit Feldeffekt-Transistoren mit isolierter Steuerelektrode | |
DE2630085C3 (de) | CCD-Transversalfilter | |
DE2144232A1 (de) | erzogerungsvomchtung | |
DE2419064A1 (de) | Analoginverter | |
DE2520608A1 (de) | Halbleiteranordnung zum digitalisieren eines elektrischen analogen signals | |
DE3323799C2 (de) | ||
DE2733674A1 (de) | Rauscharme eingangsschaltung fuer ladungsgekoppelte schaltungsanordnungen | |
DE2721812A1 (de) | Auswerteschaltung fuer eine ladungsverschiebeanordnung | |
DE2445142A1 (de) | Anordnung, insbesondere ein analogdigital-umsetzer und verfahren zu ihrem betrieb | |
DE69115527T2 (de) | Ladungsübertragungsvorrichtung | |
DE3736735C2 (de) | ||
EP0004870A1 (de) | Transversalfilter mit Paralleleingängen. | |
DE1967141C3 (de) | Integrierte Halbleiter-Ladungsübertragungsvorrichtung | |
DE2620973A1 (de) | Halbleiterschaltungsanordnung zur fet-substratvorspannungserzeugung | |
DE2508833C3 (de) | Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement nach dem Eimerkettenprinzip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |