DE2419064C2

DE2419064C2 - Analoginverter

Info

Publication number: DE2419064C2
Application number: DE2419064A
Authority: DE
Inventors: Robert Joseph North Indialantic Fla. Strain; Robert Henry Warren N.J. Walden
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1973-04-23
Filing date: 1974-04-20
Publication date: 1983-05-26
Also published as: GB1433458A; US3935477A; CA983618A; JPS5014282A; JPS5842629B2; BE813981A; DE2419064A1

Description

V=A'-B(t)

Dabei ist A' ein anderer Gleichspannungspegel, der auf den Pegel A bezogen sein kann oder nicht Das invertierte Signal wird in einem Summierer zu dem Eingangssignal addiert Die dabei entstehende Summe bildet das Verzögerungsleitungseingangssignal. Die Anordnung als Ganze arbeitet als Bandpaßfilter mit einem Frequenzgang, der in der Fig.2 dargestellten Art.

Die Verzögerungsleitung ist beispielsweise eine Ladungstransportvorrichtung (CTD) in Form eines dynamischen Schieberegisters. Die Ladungstransportvorrichtung kann dann wiederim entweder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD), eine leitend verbundene ladungsgekoppelte Vorrichtung oder eine Eimerkettenvorrichtung (BB) sein. Der Gebrauch einer Eimerkettenvorrichtung als Verzögerungsleitung für Analogsignale wird in einem Aufsatz von L Boonstra und anderen in Electronics Band 45, Seiten 64 — 71 (28. Februar 1972) beschrieben.

Wenn man eine Analogsignal-Inverterschaltung und eine Analogsignal-Verzögerungsleitung der oben angesprochenen Art miteinander kombiniert, um ein Bandpaßfilter zu realisieren, dann entstehen Anpassungsprobleme wie z. B. Impedanzfehlanpassung und kapazitive Aufladung durch Streukapazitäten. Außerdem beansprucht eine solche Anordnung viel Platz und wird voluminös. Deshalb ist es schwierig, einen solchen Bandpaßfilter herzustellen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, diese Schwierigkeiten und Nachteile zu beheben.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugselektrode an eine Potentialquelle zum Erzeugen einer Bezugspotentialmulde im Speichermedium unter der Bezugselektrode angekoppelt ist, eine Zweiphasen-Taktimpulsquelle an die erste Steuerelektrode angekoppelt ist, damit während der ersten Hälfte eines Taktzyklus bewegliche Ladungsträger von der Quellenelektrode in die Bezugspotentialmulde injiziert werden, wodurch mindestens während des nächsten halben

Zyklus das zu invertierende elektrische Signal an die Signalelektrode angelegt wird und dadurch eine Ladungsmenge, die proportional zum Betrag der analogen Inversion des Signals ist, von der Bezugspotentialmulde zur Kollektorelektrode übertragen wird.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine Anpassungsprobleme entstehen, wenn ein Analoginverter mit einer anderen Schaltungsanordnung wie etwa einer Verzögerungsleitung gekoppelt wird

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein einfacher und wirtschaftlicher Analoginverter realisiert werden kann. Ein schließlicher erfindungsgemäßer Vorteil ist darin zu sehen, daß ein Analoginverter realisiert werden kann, in dem die Technologie integrierter Schaltungen angewendet wird.

Nachstehend wird die. Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:

F i g. 1 ein bekanntes Verzögerungsleitungsbandpaßfilter für Analogsignale,

Fig.2 eine als Beispiel gewählte Durchlaßkennlinie des Filters in F i g. 1,

Fig.3 eine in Schnittansicht dargestellte Struktur, anhand derer die Analogsignalinversion definiert wird,

F i g. 4 Teildiagramme A und fldes Oberflächenpotentials im Speichermedium, das in der F i g. 3 dargestellt ist,

Fig.5 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit zusätzlichen Schaltungsverbindungen zu verschiedenen Spannungsquellen,

F i g. 6 in den Teildiagrammen A und B die Änderung des Oberflächenpotentials während aufeinander folgender Zyklusteile beim in der Fig.5 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,

F i g. 7 eine Schnittansicht eines Teiles eines alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem ein ortsbezogener (localized) Teil einer nichtbeweglichen Ladung dazu verwendet wird, eine unsymmetrische Potentialmulde unter einer Kollektorelektrode C" zu bilden, und

Fig.8 eine Schnittansicht eines Teiles eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem eine abgestufte isolierende Schicht verwendet wird, um eine unsymmetrische Potentialsenkeunterder Kollektorelektrode C"zu bilden.

Der Analoginverter weist in einer Ausführungsform ein Ladungsspeichermedium auf, an das über mehrere Elektroden verschiedene Spannungen angelegt werden. Diese Elektroden sind beispielsweise: eine Quellenelektrode, eine erste Steuerelektrode, eine Bezugselektrode, eine zweite Steuerelektrode, eine Signalelektrode und eine Kollektorelektrode, die in der angeführten Reihenfolge hintereinander angeordnet sind. Analogsignalinversion, die eine Form einer komplementären Funktion darstellt, erfolgt, indem ein zu invertierendes elektrisches Signal an die Signalelektrode angelegt wird und die Steuerelektrode getrennte Phasen eines Zweiphasen-Taktgebers abgeschaltet werden. Während der ersten Phase des Taktzyklus wird eine Spannung an die erste Steuerelektrode angelegt, die dahingehend wirkt, daß eine feste Ladungsmenge von der Quelle zu einer Bezugspotentialmulde unter der Bezugselektrode transportiert wird. Während der zweiten Phase des Taktzyklus wird eine Spannung an die zweite Steuerelektrode angelegt, die bewirkt, daß das Oberflächenpotential unter der Steuerelektrode anwächst und daß Ladung in eine Potentialmulde unter der Kollektorelektrode transportiert weiden kann, welch letztere ebenfalls mit der zweiten Phase des Taktgebers verbunden ist Diese Ladung baut ein neues Oberflächenpotential auf, das abgesehen von einer additiver· Konstanten gleich der Spannung des invertierten Signals ist Bei anderen Ausführungsbeispielen, bei denen sich das analoge Signal nicht selbst justiert, ist keine zweite Steuerelektrode erforderlich.

Ehe die verschiedenen strukturierten Ausführungsbeispiele diskutiert werden, soll zunächst die Analogsignalinversion in der später verwendeten Form definiert werden. Man betrachte dazu die Fig.3, die eine Bezugs-, Signal- und Kollektorelektrode zeigt die hintereinander auf einem dünnen Isolator angeordnet sind, welch letzterer dann wiederum auf einer Hauptfläche eines p-leitenden Speichermediums gebildet ist Weil es praktischer ist und eine Vereinfachung bedeutet wurden die folgenden Annahmen gemacht: daß (1) der Spannungsabfall über dem Isolator vernachlässigbar ist so daß das Oberflächenpotential in dem Speichsirmedium unter jeder Elektrode gleich der an diese Elektrode angelegten Spanr_^ag ist daß (2) die Kapazität der Bezugs- und der KolicJnoreiektrode gleich Ca ist daß (3) die an die Signalelektrode angelegte Signalspannung V₅₁^ einen als V_mn, bezeichneten minimalen Betrag aufweist und daß (4) dieselbe Spannung V₀ an die Bezugs- und Jie Kollektorelektrode angelegt wird. Außerdem sollte V₀ groß genug sein, um eine Inversion über den gesamten Spannungsbereich V₁^ hinweg zu ermöglichen, d. h. V₀ sollte der Ungleichung genügen:

(3)

Im übrigen könnte Ladung, die von der Bezugspotentialmulde zur Koliektorpotentialmulde transportiert worden ist in die Referenzpotentialmulde zurückfließen, wenn das in der Ungleichung (3) verwendete Ungleichheitszeichen umgedreht wird.

Man nehme nun an, daß eine Ladungsmenge Qr mit hier nicht dargestellten Hilfsmitteln zu einer Zeit wenn V_Sig gerade gleich V_mm ist, in die Bezugspotentialmulde transportiert wird. Diese Ladung bewirkt, daß das Oberflächenpotential entsprechend dem Diagramm A in der Fig.4 von Vo auf V_m;„ abnimmt. Die Änderung Δ Wist gegeben durch:

Δ Vt= V₀- V_min= Q₁JC₀.

Man nehme nun an, daß, wie das Diagramm B in der F i g. 4 zeigt, V_sig größer als V_mi„ geworden ist. Dann wird irgendeine Ladungsmenge, die als Qi„_v bezeichnet wird, von der Bezugsmulde zur Kollektormulde transportiert. Die in der Bezugsmulde verbleibende Ladungsmenge Q_Sj_g steht in Beziehung zur Signalspannung Vsigwna ist gegeben durch:

*-4 V^Cb-r Vo-

(5)

Auf der anderen Seite ist die zur Kollektormulde übertragene Ladung Qi„_y auf die Analoginversion oder das Komplement des angelegten Signals bezogen und gegeben durch:

Q_im =Δ Vi_n-G = (V₀ - Vi„_v)Co.

(6)

Dabei ir» Vj_n, die Spannung, bis zu der das Potential unter der Kollektorelektrode auf den Transport einer Ladung Q„_v hin abnimmt. Man halte fest, daß <?r= <?

Um zu demonstrieren, daß die Inversion so erfolgte, wie sie durch die Gleichungen (1) und (2) definiert ist, betrachte man die Gleichung (I) mit K= V_s,_g, A= V_mm undBfr)= V_slf- V_mm.Soist:

r (/^f — V/n/n + ( y%ig ~ 'min/·

Auf der anderen Seite ist:

V,m =	⁰	(Q-Q	*IK,*	C_n	VC AV C
	I₁ -<	C₀		⁰	C₀
=	A' - I		.) = K₁ -
V =

(10) (2)

Dabei ist V= Km und 4'= V_n. Es erfolgt also tatsächlich eine Analogsignalinversion.

Wie die zuvor beschriebenen Grundlagen der Analogsignalinversion in einem Ausführungsbeispiel realisiert werden, soll nun unter Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrieben werden. Die in der F i g. 5 dargestellte i'eilschnittansicht einer Ausführungsform des Analoginverters 10 umfaßt ein Speichermedium II, das vorzugsweise ein Halbleiter wie etwa Silizium ist, und eine Vielzahl von Elektroden einschließlich einer Quellenelektrode 5, einer Kollektorelektrode Cund vier zwischen der Quellen- und Kollektorelektrode hintereinander angeordnete Gate-Elektroden Cl, G 2, 6'3 und G 4. Die Gate-Elektrode G 2 bzw. G 4 wird später als Bezugs- bzw. Signalelektrode erwähnt, wohingegen die Gate-Elektroden G 1 und G3 zu den Steuerelektrode gerechnet werden. Weil die luzteren Elektroden nicht dafür verwendet werden Ladung zu speichern, sondern in erster Linie als Gate-Elektroden wirken, können sie im Einklang mit einer bereits vorhandenen Herstellungstechnik und vereinbar mit der Definition einer geeigneten Potentialschwelle zum Steuern des Ladungstransportes in die Bezugspotentialmulde und aus dieser heraus so schmal wie möglich hergestellt werden.

Wie die F ι g. 5 zeigt, ist das Speichermedium 11 beispielsweise ein p--leitender Halbleiter, auf dem eine dünne isolierende Schicht 12 aus thermisch aufwachseneelassenem Siliziumdioxid gebildet ist. In die isolierende Schicht wird mit Hilfe bekannter fotolithografischer Verfahren ein Fenster geschnitten, damit durch Eindiffundieren eine n'-Zone 14 in dem p--leitenden Medium 11 gebildet werden kann. Der dabei im Speichermedium gebildete pn-Übergang wirkt als Que'.'c. wenn eine geeignete Spannung über die in dem Fensterderisolierenden Schicht 12gebildete Metallelektrode S daran angelegt wird. Dieser pn-übergang ist gegenüber dem Medium 11 in Sperrichtung vorgespannt und es wird von der Gleichspannungsquelle 20 eine geeignete Bezugsspannung V₅ aufrecht erhalten. Die Elektroden G I, G 2, G 3, G 4 und Cwerden auf der anderen Seite nach Art eines MOS-Feldeffekttransistors direkt auf dem Isolator 12 gebildet. Die Bezugselektrode G 2 ist auch an die Gleichspannungs- ^r quelle 20 angeschaltet, damit sich im Speichermedium 11 unter G 2 eine Bezugspotentialmulde mit einer maximalen Spannung Vo aufbaut Die Steuerelektrode Cl bzw. G 3 ist mit der Phase 1 bzw. Phase 2 der Zweiphasen-Takteinrichtung 40 verbunden, deren Spannungspege! zwischen V_x und \\ schwankt (Vi< V_s< V₁). Es sei festgestellt, daß positivere Spannungen bei einer Vorrichtung mit einem n-Kanal (p--leitendes Medium 11) das Oberflächenpotential des Mediums 11 erhöhen. Die Signalelektrode G 4 ist an eine Signalquelle 30 angeschaltet, die beispielsweise entweder ein PAM-Ausgangssignai i des von einer Ladungstransportvorrichtung erzeugten Typs oder ein rein analoges Signal Il liefert. Außerdem kann sich das zu invertierende Signal entweder selbst justieren, z. B. das PAM-Ausgangssignal einer Eimerkettenvorrichtung bzw. einer leitend verbundenen, ladungsgekoppelten Vorrichtung, oder es kann sich nicht selbst justieren (z. B. ein PAM-Ausgangssignal einer konventionellen ladungsgekoppelten Vorrichtung oder ein rein analoges Signal 11).

Das PAM-Signal I (Fig. 5) einer Ladungstransportvorrichtung hat aktive Phasenabschnitte, durch die Information in Form eines amplituden modulierten Pulses übertragen wird und sogenannte Ruhephasenabschnitte, die keine Information übertragen. Es ist festzustellen, daß der Terminus »Phase« bzw. »Phasenabschnitte« mit den beiden Modifikationen »ruhend« und »aktiv« eine Hälfte der PAM-Signalperiode bezeichnet und von den Ausdrücken Phase 1 und Phase 2 zu unterscheiden ist, die die beiden gegeneinander um 180³ versetzten Phasenlagen einer Taktgebereinrichtung 40 kennzeichnen.

Ein PAM-Signal I, wie es anschließend verwendet wird, ist als selbstjustierend zu betrachten, wenn es zwei Bedingungen genügt: (1.) Es fällt mit dem an die zweite Steuerelektrode G 3 angelegten Taktsignal zusammen (d. h. der aktive Phasenabschnitt des Signals I fällt mit dem aktiven Phasenabschnitt der Phase 2 zusammen), und (2.) die Spannung während des ruhenden Phasenabschnittes von Signal I ist ausreichend klein (bezüglich dem Oberflächenpotential der Bezugspotentialmulde, wenn sie mit Ladung gefüllt ist), daß während der sogenannten Ruhephasenzeit wenig, wenn überhaupt, Ladungen von der Bezugspotentialsenke zum Kollektor transportiert wird. Diese Spannung entspricht dem später unter Bezug auf die F i g. 6 definierten V^_n.

Ein Signal, das keiner der beiden obengenannten Bedingungen genügt wird nicht-selbstjustierend genannt Ein solches Signal könnte ein PAM-Signal sein, das mit dem an die Steuerelektrode C3 angelegten Taktsignal zusammenfällt aber während seiner Aktivphase eine niedrigere Spannung als während seines Ruhephasenabschnittes zuführt Ein solches Signal würde bewirken, daß ein unerwünschter Strom von der Bezugspotentialmulde zum Kollektor fließt wenn keine zweite Steuerelektrode G 3 verwendet würde, um darunter während der Ruhephase ein relativ kleines Oberflächenpotential aufrecht zu erhalten.

Im Zusammenhang mit der sich unmittelbar anschlie-

ßenden Beschreibung wurde angenommen, daß das zu invertierende Signal sich nicht selbst justiert und ein PAM-Signal I ist, das mit der Phase 2 einer Taktgebereinrichtung 40, die in der Fig. 5 dargestellt ist, zusammenfällt. In diesem Falle wird eine Steuerelektrode G 3 verwendet. Man nehme ferner der Einfachheit halber an, daß der Spannungsabfall über der isolierenden Schicht 12 vernachlässigbar ist, so daß das Oberifachenpotential gleich der angelegten Spannung ist. Dann kann das Oberflächenpotential zunächst durch die im Teildiagramm A, F i g. 6 abgebildete ausgezogene Linie dargestellt werden. Im Betrieb erhöht sich die an die Steuerelektrode G 1 angelegte Spannung während der ersten Hälfte (Phase I) des Zweiphasen-Taktzyklus von Vi < V, auf V₂ < V,. Dadurch wird eine Ladungsmenge Qr in die Bezugspotentialsenke unter Gl und G 2 transportiert. Diese Ladung bewirkt, daß das Oberflächenpotential unter G 1 und G 2 auf V₁ abnimmt, wie das durch die höher liegenden der unterbrochen abgebildeten Linien dargestellt ist. Zur selben Zeit wird die entgegengesetzte Phase (Phase 2) an G 3 und C angelegt, so daß das Oberflächenpotential darunter bei Vi liegt. Weil das Oberflächenpotential unter G 3 (V₁) kleiner als das unter G 2 (V_s) ist, wird keine Ladung in den Kollektor transportiert. Doch nimmt, wie das Teildiagramm B in der Fig. 6 zeigt, während der nächsten Hälfte des Taktzyklus (Phase 2) die an G 1 angelegte Spannung von V₂ auf Vi ab, um das Aufladen der Bezugspotentialmulde zu beenden. Gleichzeitig steigt die an die Kollektorelektrode C und Steuerelek- ι trode G 3 angelegte Spannung von Vi auf V₂ und die an die Signalelektrode G 4 angelegte Spannung von V_m,„ auf V_ilg> V_mn. Folglich muß die in ' · Bezugspotentialmulde unter den Elektroden Gi und G 4 verbleibende Ladungsmenge abnehmen, damit das Oberflächenpo- ; tential darunter auf V,,^ sinken kann, wie das in der oberen gebrochen ausgezeichneten Linie in Fig.6, Diagrammteil B, dargestellt ist. Das heißt, daß die verbleibende Ladungsmenge Q_Si_g ist und eine Ladungsmenge Qi„n die proportional zum invertierten Signal ist, > in den Kollektor transportiert wird. Q_inv bewirkt dann wiederum, daß das Oberflächenpotential unter dem Kollektor von V₂ auf Kn. abnimmt.

Die Ladung Q_my steht am Ausgang des Inverters IO zur Verfügung und kann in den Eingang einer : Ladungstransportvorrichtung 15 eingekoppelt werden, die in der Fig.5 beispielsweise als ladungsgekoppelte Vorrichtung widergegeben ist. Die Ladungstransportvorrichtung 15 (CTD) kann eine in einem Analogfilter des in der F i g. 1 gezeigten Typs verwendete Verzögerungsleitung sein. Unter solchen Umständen sollte die erste Stufe der Ladungstransportvorrichtung 15 mit derselben Phase einer Taktgebereinrichtung 40 wie der Kollektor C verbunden sein, d. h. im obigen Ausführungsbeispiel mit Phase 2. Tatsächlich kann das an die s Signalelektrode G 4 des Inverters IO angelegte Signal sehr wohl das Ausgangssignal einer solchen Ladungstransportvorrichtung 15 sein, — wiederum in der Form, wie sie beim Filter in der F i g. 1 dargestellt ist Man beachte, daß eine solche Ladungstransportvorrichtung t dem Inverter über eine geeignete Spannung, die an der Elektrode G4 anliegt, eine Ladungsmenge AQm liefert. Dann ist die ausgangsseitige Ladungsmenge AQ_mi des Inverters im allgemeinen

AQ_M=-MQi_n. (11) ^b

Dabei ist k eine positive Konstante. Wenn die Elektroden G 2 und G 3 in Bezug auf die Elektroden der Ladungstransportvorrichtung klein sind, dann ist k größer als I und umgekehrt. Der Betrag der Konstanten k ist steuerbar. Tatsächlich wird ein Wert k=\ bevorzugt, der erreicht werden kann, indem man den Inverter 10 so auslegt, daß die Kapazitäten von G 2 und G 3 ungefähr der Beziehung genügen:

c(G2+G3)-i^cCTD.

(12)

Dabei ist Cctd die Kapazität der Ausgangsstufe, d. h. des Speicherplatzes der Ladungstransportvorrichtung.

Wenn das zu invertierende Signal ein PAM-Signal I (F i g. 5) ist, das sich nicht selbst justiert, erfolgt die Inversion in der oben beschriebenen Weise. Im Falle eines rein analogen Signals II (Fig. 5) ist das Ausgangssignal einer mit einer Abtastgeschwindigkeit abgetasteten Version des invertierten Analogsignals, die der Taktzyklusfrequenz entspricht.

Wenn sich das Signal jedoch selbst justiert, und mit der Phase 2 zusammenfällt, dann kann auf die Steuerelektrode G3 veiüciUci werden, d.h. G2 und G 4 können nebeneinander angeordnet werden.

In jedem Fall kann man die Wahrscheinlichkeit einer Verzerrung, die durch Rückfließen \on Ladung vom Kollektor in die Potentialsenken unter G 4, G 3 und/oder G 2 auftreten könnte, herabsetzen, indem man unter der Kollektorelektrode C ein unsymmetrisches Potentialprofil bildet. Jedes der beiden alternativen Ausführungsbeispiele, die in der Fig. 7 bzw. 8 dargestellt sind, kann in dieser Weise wirken. In beiden Fällen soll festgehalten werden, daß die Kollektorelektrode C (F ig. 5) ersetzt wurde. In Fig. 7 durch eine Elektrode C und eine Zone 20 mit unbeweglichen. Ladungsträgern, die im Speichermedium 11 asymmetrisch unter der Elektrode C angeordnet ist, und in der F i g. 8 durch eine Elektrode C" sowie eine ungleichmäßig dicke isolierende Schicht 35 unter dieser Elektrode. Über den Einfluß dieser Anordnungen auf die Bildung eines asymmetrischen Potentialprofiles ist Näheres in der US-Patentschrift 36 51 394 ausgesagt.

Die oben beschriebenen Anordnungen dienen nur als Beispiel für die vielen möglichen speziellen Ausführungsformen, die sich in Anwendung der erfindungsgemäßen Grundlagen entwerfen lassen. Fachleute können ausgehend von diesen Grundlagen zahlreiche und abgewandelte andere Anordnungen entwerfen. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Source-Zone in der oben beschriebenen Anordnung als Alternative zum Indizieren von Ladungsträgern in das Speichermedium durch geeignete injizierende Schottky-Sperrschichtdioden und/oder eine andere gleichrichtende Sperrschichteinrichtung ersetzt werden kann. B-.znjnehmend au^f das Speichermedium soll ferner darauf hingewiesen werden, daß entweder mit einem η-Kanal (p-leitendes Medium) oder einem p-Kanal (η-leitendes medium) gearbeitet werden kann, vorausgesetzt, daß die Spannungspolaritäten in geeigneter Weise umgekehrt werden. Darüber hinaus können Medien verwendet werden, die keine Halbleiter sind. Zum Beispiel werden in der US-Patentschrift 37 00 932 Ladungstransportvorrichtungen beschrieben, bei denen ein Nichthaibleitermedium verwendet wird In einer solchen Anordnung kann das Speichermedium beispielsweise ein Isolator sein, der nicht durch irgendeinen speziellen Leitfähigkeiiityp gekennzeichnet ist, In bestimmten von diesen Isolatoren können Zonen gebildet werden, die geeignet zum Injizieren und Sammeln von Ladungsträgern sind. In anderen Isolatoren können nicht ohne weiteres geeignete Zonen gebildet werden. Im letzteren Fall

können Ladungsträger in der erwünschten Weise injiziert und gesammelt werden, indem die injizierenden Kontakte ersetzt werden. Diese Kontakte, die mit der Oberfläche des Speichermediums gebildet werden, können in bekannter Weise gegen die Source- und Train-Elektroden im Analoginverter ausgetauscht werden.

Schließlich soll festgestellt werden, daß der Kollektor mit MOS-Struk'.ur durch eine pn-Diode ersetzt werden kann, die verwendet wird, um z. B. einen IGFET oder eine andere Vorrichtung auf demselben oder einem getrennten Plättchen, etwa durch einen Stützleiteranschluß zu betreiben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Analogi'nverter (10) zur Verwendung in einer Ladungstransporteinrichtung mit einem Speichermedium 11, bei dem eine Isolationsschicht (12) auf wenigstens einem Teil seiner Hauptfläche gebildet ist,

einer Quellenelektrode (S) zum Injizieren von beweglichen Ladungsträgern in das Speichermedi- jo um,

einer Bezugselektrode (G 2), einer Signalelektrode (G 4) und einer ersten Steuerelektrode (GX) zwischen der Quellen- und der Bezugselektrode und einer Ausgangselektrode (C) zum Sammeln von is Ladungsträgern aus dem Speichermedium,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugselektrode (G 2) an eine Potentialquelle (20) zum Erzeugen einer Bezugspotentialmulde im Speichermedium (Jt) unter der Bezugselektrode angekoppelt ist, eine Zweiphasen-Taktimpulsquelle (40) an die erste Steuerelektrode (G 1) abgekoppelt ist, damit während der ersten Hälfte eines Taktzyklus bewegliche Ladungsträger von der Quellenelektrode (S) in die Bezugspotentialmulde injiziert werden, wodurch mindestens während des nächsten halben Zyklus das zu invertierende elektrische Signal (I oder II) an die Signalelektrode (G4) angelegt wird und dadurch eine Ladungsmenge, die proportional zum Betrag der analogen Inversion des Signals ist, von der Bezugspotentialmulde zur Kollektorelektrode (C) übertragen wird.

2. AnaJoginverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dip. Kollektorelektrode (C) während des nächsten halbe Taktzyklus an die Taktimpulsquelle (40) angekoppelt ist, um in dem Medium (11) eine Sammelpotentialmulde zu bilden und das Oberflächenpotential dai unter auf einen höheren Wert als das unter der Signalelektrode (G 4) anzuheben.

3. Analoginverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter ferner eine zweite Steuerelektrode (G 3) aufweist, die auf der isolierenden Schicht gebildet und zwischen der Bezugselektrode (G 2) und Signalelektrode (G 4) angeordnet ist.

4. Analoginverter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulsquelle (40) während des nächsten halben Taktzyklus eine Spannung an die zweite Steuerelektrode (G 3) anlegt, um das Oberflächenpotential unter der Steuerelektrode zu erhöhen und damit die invertierte Ladung von der Bezugspotentialmulde zur Kollektorelektrode transportiert werden kann.

5. Analoginverter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte der Bezugselektrode (G 2) und der zweiten Steuerelektrode (G 3) zugeordnete Kapazität ungefähr doppelt so groß wie die Kapazität eines Ladungsspeicherplatzes einer Ladungsiransportvorrichtung ist, die das zu invertierende elektrische Signal liefert. μ

6. Analoginverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bezugselektrode (G 2) zugeordnete Kapazität ungefähr doppelt so groß wie die Kapazität eines Ladungsspeicherplatzes einer Ladungstransportvorrichtung ist, die das zu invertierende elektrische Signal liefert.

Die Erfindung betrifft einen Anafoginverter zur Verwendung in einer Ladungstransporteinrichtung mit einem Speichermedium, bei dem eine Isolierschicht auf wenigstens einem Teil einer Hauptfläche gebildet ist,
einer Quellenelektrode zum Injizieren von beweglichen Ladungsträgern in das Speichermedium,
einer Bezugselektrode, einer Signalelektrode und einer ersten Steuerelektrode zwischen der Quellen- und der Bezugselektrode und

einer Ausgangselektrode zum Sammeln von Ladungsträgern aus dem Speichermedium.

Bei einem bekannten und in der F i g. 1 dargestellten Verzögerungsleitungsfilter für Analogsignale durchläuft ein Eingangssignal eine Verzögerungsleitung und wird über einen Analoginverter zum Verzögerungsleitungseingang rückgekoppelt, wobei das Signal am Inverterausgang komplementär zum Signal am Invertereingang ist Das heißt, wenn die Eingangsspannung V des Analoginverters gegeben ist durch

V=A ₊ B&X (1)

wobei A irgendein Gleichspannungspegel und B(t) der zeitveränderliche Teil der Eingangsspannung ist, dann ist die Ausgangsspannung V des Inverters gegeben durch: