DE2438353A1 - Aufnahmeanordnung mit informationsaufnahmestellen in einem halbleiterkoerper - Google Patents

Aufnahmeanordnung mit informationsaufnahmestellen in einem halbleiterkoerper

Info

Publication number
DE2438353A1
DE2438353A1 DE2438353A DE2438353A DE2438353A1 DE 2438353 A1 DE2438353 A1 DE 2438353A1 DE 2438353 A DE2438353 A DE 2438353A DE 2438353 A DE2438353 A DE 2438353A DE 2438353 A1 DE2438353 A1 DE 2438353A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
shift
elements
information
output
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
Application number
DE2438353A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2438353C3 (de
DE2438353B2 (de
Inventor
Frederik Leonard Joha Sangster
Kees Teer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2438353A1 publication Critical patent/DE2438353A1/de
Publication of DE2438353B2 publication Critical patent/DE2438353B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2438353C3 publication Critical patent/DE2438353C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C27/00Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/04Shift registers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/18Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages
    • G11C19/182Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes
    • G11C19/184Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes with field-effect transistors, e.g. MOS-FET
    • G11C19/186Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes with field-effect transistors, e.g. MOS-FET using only one transistor per capacitor, e.g. bucket brigade shift register
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/18Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages
    • G11C19/182Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes
    • G11C19/188Organisation of a multiplicity of shift registers, e.g. regeneration, timing or input-output circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14831Area CCD imagers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/713Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

DiFTm ΓΓΟ-TG . KIJ/EVK
l'atrutii' t-.ur · O / Q Q O C Q
Ap-j!.j- N y Ph:'--· C'sjl-npenfabriek« . £ H O O O O J
int; rr.it InfurnaY.ion^n.iJ.fnahmestellen in einem
Die I-;?, f induiif; bezieht sich uxxf eine Aufnahme anordnring ir.it lijformatioTi:iü.ufnalii.ie3tellen in einem Halbleiterkörper, v/ob ei d.Lo auf cciiiomiiiene Information über Ladungsübertragung durch eine Reilm "von Schiobeeiemeiiten unter Ansteuerung c.iiicx' Takti.inpulsqi'.ßlü « nach einem bei der Reihe vorhandenen Aaci^c.11,'7 flurchscaiebbar ist.
Eino derartige Aufnahaieanordnung ist in der deutschen orfenlt^riuigsschrift 191'/32^ beschrieben worden. Darin ist
;üii, dass die beispielsweise optische Information die im^- an eluar lichtempfindliclicn Kapazität in den Auf~
:ollen dor Scluobnelftsiento v/iihrend einiger Zeit "be— e ir Π Li:, it. Dauacii -,.'c.r-.le:i in einer verhältnisnäsaig kurzen
COPY
509810/0984
BAD ORIGINAL
Zeit die durch, die örtlich vorhandene Information borstiwnt^n Ladungsmenge! in den Aufnahmesteilen durch die Reihe Schiebeelemente hindurch zum Atisgang befördert.
Das Weiterschieben durch dio Reihe ergibt, dans die Information von einer AufnahmestelIe, die näher beim Aus&ang der Reihe liegt als eine andere, durch eine geringere Anzahl von Schiebeelementen geht. Dies würe nicht störend, wenn beim Weit er schieben eine mehr o.dar weniger ideale Ladungsübertragung vorhanden wäre. Die Ladungsübertragung ist jedoch in
der Praxis nicht ideal, wodurch im Signal an Ausgang der Reihe eine Signaldegradation auftritt, die von der Anzahl Weiterschiebungen abhängig, d.h. ort3- bzw. zeitabhängig istf So gibt es abhängig von der gröascren Anzahl von Wei'terschiebungen eine weitere Bandbreiteribeschränlcung und ein kleineres Signal-Rauschverhitltnis, während beim Weiterschieben auftretende Ladungsverluste eine sich ändernde Gleichstronbzv/, Gleichspannungsver Schiebung im Ausgangs signal, das zu der Reihe gehört, ergeben.
Die Erfindung bezweckt nun, eino Aufnahineanordmmg zu verwirklichen, mit der ein Ausgangssignal erzeugt wird, das die beschriebene als störend erfahrene Signaldegradation nicht aufweist. Eine erfindringsfenässe Aufnahmeanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass der Ausgang der Reihe der Schiebeelemente an einen Eingang eines analogen Schieberegisters zur Aufnahme dex· genannten Information in Registerelemente angeschlossen ist, welches Schieberegister von einen
509810/0984
BAD
Hin- xui'i llorscbiobetyp J st mit nacheinander eine Information Auiiic-JUi.'jvi und Zurückschieben unter Ansteuerung der Talttimpuls— quelle, vobc-i die Signaldegradation, die beim Ve it er schieben bei den Schiebcdurionten der genannten Reihe auftritt, und die bei den Register c-lenient on des Schieberegisters auftritt ein Verhältnis haben, wobei dae abgegebene Signal am Ausgang dos Scliiobp.reßistcrs eine im wesentlichen einheitliche ortsbicv. zeitunab'.imgige Sifpialdegradation hat.
Ausf'-Ulirungsbeifipiel ο der Erfindung sind in den Zeichnungen dargri-.iteilt xuid wurden iin folgenden näher beschrieben. Es zeigen s
Fig. 1 eine erf indiirigsgOMasse Aufnahuoanoruming, ausgebildet mit einer einzigen Reiht- von Bchiebeelementen mit Aufn-'i-hme^tollen,
Fig. 2 als Funktion der Zeit einige Signale, di.e in der Aufnahm-!anordnung nach Fig.- 1 axiftreten,
Fig. 3 eine in einem Halbleiterkörper integrierte Aurfilhz'ungsform eines in der Anordmmg nach Fig. 1 verwendeten analogen Schieberegisters vom Hin- und Herschiebetyp,
Fig. h eine Aufnalimeanordnung mit mehreren Reihen von Schie.bcel omon,ten mit Aufnaliniesteilen, die nacheinander gesteuert v/erden,
Fig. 5 eino Aufnahmeanordnung mit mehreren Reihen von nur Schiebeelementen mit gesonderten Aufnahmestellen.
Tm dor Aufnalimeanordnung- nach Fig, 1 ist durch PPI eJiiG l'icil'o von η .Schiobeelenienten r.iit Aufnaliruostellon
BAD ORIGINAL 509810/098A
copy
- h - 30.7«
geben. Die Elemente der Reihe PPI sind durch P1 , P2 ... P5 angegeben, so dass für Fig. 1 gilt n^5. Veiter ist durch χ das dritte Element P3 angegeben, wobei allgemein gilt x=1, 2, 3, ... n. Die Elemente P1 ... P^. sind identisch ausgebildet mit je zwei Transistoren T1 , T2 ... T9, Τ10, zwei Kapazitäten C1, C2 ... C9, C10 und Eiwei Dioden D1, D2 D9, D10. Das Element P1 der Reihe.PP1 ist über einen Transistor TO an eine Klemme mit einer Spannung -Vb 1 angeschlossen,
die von einer nicht angegebenen Spannungsquelle mit einer ι
Klemme, die an Masse liegt und mit gegebenenfalls Klemmen, die andere Spannungen führen, herrührt. Die Transistoren T sind vom Typ mit isolierter Torelektrode und. haben eine Quelle S, eine Senke D und ein weiter nicht bezeiclinetes Substrat, das an Masse liegt« Von den Transistoren TO, T1 T9 sind die Senken D an die Quellen S der Transistoren T1, T10 gelegt worden. Bei der Ausbildung der Reihe PP1 und des Transistors TO in nur einem Halbleiterkörper als Substrat bedeutet dies, dass die Senke D eines Transistors und die Quelle S des nachfolgenden Transistors als einziges Gebiet (d+S) im Substrat gebildet sind.
Wegen der identischen Ausbildung der Elemente P1 P5 wird nur die des Elementes PI detailliert beschrieben. Die.Senke D des Transistors T1 und die Quelle S des Transistors T2 liegen über die Diode D2 am Substrat und haben die Kapazität C2 zur Torelektrode des Transistors T1. Die Quelle S des Transistors T1 (die weiter an der Senke D des Transistors TO
509810/0984
- 5 - 30.7.7^.
liegt) hat die Diode D1 zuiir-Substrat und die Kapazität C1 zur Torelektrode des Transistors T2 (und zu der des Transistors TO). FUr die Vorbindungen zwischen den Elementen PI, ··· Γ.e5 gilt, dass ausserhalb des gemeinsamen Substrats die Torelektroden der Transistoren T1 , T3, T5, T7 und T9 bzw. T2, Tk, T6, T8 und T10 miteinander verbunden sind. Da die Kathoden der Dioden DI ... DIO derart dargestellt sind, dass sie am Substrat liegen, folgt, dass die Gebiete (D+S) aus ^-Halbleitermaterial gebildet sind in einem Substrat aus n-Halbleitermaterial, Die Transistoren T sind dadurch p-loitend mit nur einem Löcherstrom von der Quelle S zur Senke D eines Transistors, Die Dioden D1 ,,, DIO werden durch die Gebiet-SubstrathalbleiterübergSnge gebildet, die lichtempfindlich sind, was bedeutet, dass eine (Bezugs)-Sperrspannung an einer Diode D1 ... D10 vorhanden ist, durch die Lochelektronenpaare verkleinert wird, die unter dem Einfluss von Photonen in und in der Nähe des Halbleiterüberganges verursacht werden, Dio Dioden DI ... D10 sind dadurch als lichtempfindliche Kapazitäten zu betrachten, die bis zur Zugspannung aufgeladen unter dem Einfluss der auftretenden Photonen eine bestimmte Entladung erfahren. Die Dioden D1 ... D1Ö sind die Aufnahmestellen in der Reihe PP1, Die Kapazitäten C1 ... C10 sind zwischen den Torelektroden der Transistoren T vorhanden, dio auf dem Halbleiterkörper isoliert angeordnet sind und die Gebiete (D+S) im Halbleiterkörper als Substrat, Zur Steuerung der Reihe PP1 ist die Aufnahmeanordnung
509810/098.4
i^v.yu46, - 6 -
nach. Fig, 1 mit einer Taktinipulsquelle G1 versehen, die über einen Schalter QI daran angeschlossen ist. Der Taktimpulsquelle G1 wird ein Signal F zugeführt, das in Fig. 2 als Funktion der Zeit mit den Zeitpunkten tQ, t* , t2 ... t21 angegeben ist. Im Zeitpunkt ΐλ tritt ibt Signal Γ ein Impuls auf, der die Quelle GI während der Zeit bis zum Zeitpunkt t21 einschaltet zum Liefern eines Signales A und eines Signales B, die in Fig.'2 als die Signale A=A,A und B=B,B mit Taktimpulse« Z1 wischen dem Massenpotential 0 und einer Spannung -E aufgetragen sind. Die Signale A und B werden in Fig. 1 einem Impulszähler G2 zugeführt, dem ebenfalls das Signal F zugeführt wird. Nach dem Startiiapuls im Signal T (to) wird der Impulszähler G2 mit einer Zahlzahl η wirksam und gibt nach η Taktimpulsen im Signal B (t-..) und danach nach η Taktimpulsen im Signal A (*oi) Impulse ab, die in Fig. 2 bei einem Signal H dargestellt sind. Dau Signal H, das durch den Iiaptilszähler G2 mit einer weiter irrelevanten Ausbildung erzeugt wird, wird nach Fig. 1 als Schaltsignal dem Schalter Q1 zugeführt« Der Schalter Q1 ist mit zwei Umschaltern mit je einem Mutterkontakt ausgebildet, der mit der Reihe PP1 verbunden ist und mit zwei Wahlkontakten, die durch w und ζ angegeben sind. Die Wahlkontakte w liegen an den zwei Ausgängen der Quelle G1, während die Wahlkontakto ζ an Masse liegen. In Flg. 2 sind durch Wund ζ zwei Zeitdauern (t bis t-- und t1l bia to1) bezeichnet, in danon die Umschalter im Schalter Q1 an die Wahllcontakte w bzw. ζ angeschlossen sind.
509810/0984
PHN.7046. - 7 - ■ . 30.7.7**.
Es stellt sich heraus, dass die Torelektroden der Transistoren T1 , T3, T5, T7 und T9 in der Zeitdauer w die Taktirapulse des Signals A zugeführt bekommen und in der Zeitdauer ζ an Masse liegen; in Fig. 2 ist das dabei auftretende Signal A,0 aufgetragen. Auf dieselbe Weise erhalten die
Torelektroden der Transistoren TO, T2, Tk, T6, T8 und T10 ein Signal B1O zugeführt."
Bevor die Signale bei der Reihe PP1 beschrieben werden, werden die weiteren Bauelemente der Aufnahmeanordnung nach Fig. 1 angegeben, die nach der Erfindung zum Durchführen einer Signalkorrektur vorgesehen sind» Die Senke D des Transistors T10 im Element P5 der Reihe PP1 liegt an einer Klemme K1. Die Klemme K1 ist der Ausgang der Reihe PP1, Veiter ist die Klemme K1 der Eingang eines analogen Schieberegisters SSI, das mit Registerelementen SI ... S5 ausgebildet ist. In der Allgemeinheit hat das Schieberegister SSI η Registerelemente, wie es η Schiebeelemente PT usw, in der Reihe PP1 gibt. Das Schieberegister SSI ist mit zehn Transistoren T11 ... T20 ausgebildet, die in Reihe an die Klemme mit der Spannung -Vb1 angeschlossen sind und zehn an Verbindungspunkte in der Reihenschaltung angeschlossene Kapazitäten C11 ... C20, die je zu zweit die Registerelemente S1 ... S5 bilden. Die Transistoren T1J ... T20 sind vom Typ mit isolierter Torelektrode, Die bei der Reihe PP1 angegebenen Verbindungen zum Substrat sind beim Register SSI fortgelassen, da sie hier irrelevant sind. Ein wesentlicher Unterschied ist,
509810/0984
run.'70h 6. - 8 - .30.7.7^.
dass es vier gesonderte Verbindungen gibt und ewar awischor. den Kapazitäten CII, C13, C15, C17 und C19 bzw. C12, C1^,C16'f C18 und C20 und den Transistoren T11 , T13, ΊΊ5, T17 und TIp bzw. T12, TI^, T16, T18, T20. Die Verbindung der geradzahligen Kapazitäten C12 ... C20 liegt' am Ausgang der Taktimpulsquelle Gl mit dem Signal A(=A,A) während die der ungeradzahligen Kapazitäten C11 «,, C19 am Ausgang mit dem Signal B (=B,B) liegt. Mit zwei einzelnen Verbindungen der ungerad~ zahligen und geradzahligen Transistoren T11 ... T20 sind über einen Schalter Q2 mit den zwei Aufsgflngen der Taktimpulsquelle G1 mit den Signalen A und B verbunden. Der Schalter Q2 enthält zwei Umschalter mit je einem Mutterkont.ikt f der mit dem Schieberegister SS1 verbunden ist und mit zwei Wahlkontakten w und z« Beim Anschluss an die Wahlkontakte w bekommen die ungeradzahligen bzw. geradzahligen Transistoren T11 ..c T20 das Signal A bzw. B zugeführt und bei der z-Stellung das Signal B zw. A, wie in Fig. 1 und Fig. 2 mit den Signalen A1B und B1A angegeben ist. A\isser der Tatsache, dass das voiii ZmpulszUhler G2 gelieferte Schalt signal II dom Schalter Q2 zugeführt wird, wird es weiter einem Schalter Q3 zugeführt. Der Schalter Q3 enthält zwei Umschalter mit je zwei Wahl- kontakton w und z, wobei die Wahlkontakte w an Masse gelegt sind.
Der Wahlkontakt ζ eines der Umschalter des Schalters Q3 liegt an einer Klemme mit der Spannung -Vb2, wHhrend der Mutterkontakt an der Senke D eines Transistors T21 ϋι.,·-;ΐ,
509810/0984
- 9 - ' 30.7.7^.
dessen isolierte Torelektrode an die Klemme KI angeschlossen ist und mit dor Quelle S über einen Widerstand RR an Masse liegt. Die Quelle S des Transistors T21 liegt an einer Klömme K10, die der Ausgang der Aufnahmeanordnung nach Fj g. 1 ist und ein Ausgangssignal UK10 führt. Der Transistor T21 kann in der w-Stellung des Schalters Q3 nicht'leitend sein, so dass im Ausgangssignal UICIO an der Ausgangskieraine KIO das Kassepotential 0 vorhanden ist. In der z-Stellung des Schalters Q3 ist der Transistor T21 als Quellenfolger für
ein an der Torelektrode auftretendes Signal wirksam.
Der Wahlkontakt ζ des zweiten Umschalters im Schalter Q3 liegt am Ausgang der Taktiinpulsquelle Gi, der das Signal A führt. Der Mutterkontakt liegt an der Torelektrode eines Transistors T22, dessen Senko D am Mutterkontakt des anderen ersten Umschalters liegt und dessen Quelle S mit dem Ver~ bindimgspunkt der Kapazität C11 und des Transistors T11 verbunden ist. In der w-Stellung des Schalters Q3 ist der Transistor T22 gesperrt und zwar dadurch, dass an der Senke D und an der Torelektrode Massepoteiitial vorhanden ist, während an der Quelle S nur negative Spannungen auftreten können. In der z-Stellung wird tier Transistor T22 leitend werden mit einem LScherstrom wenn die Spannung an der Quelle S weniger negativ ist als die an der Torelektrode plus der Tor-Quollciischwellenspannung.
Die Schalter Q1, Q2 und Q3 sind in Fig. 1 der Einfachheit halber als mechanische Schalter dargestellt, werden .
509810/0984
- 10 - " 30.7.7*».
aber in der Praxis mit elektronischen Bauelementen ausgebildet sein.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Aufnahmeanordnung nach Fig·, 1 sind in Fig, 1 und 2 einige in der Reihe PPI auftretende Signale.U1, VZ, U9 und U10 und einige ira Schieberegister SS1 auftretende Signale U11, U12, U19 und U20 gegeben. Die Signale U1 ... U20 geben die Spannungen, die an den. mit den Transistoren T verbundenen Anschlüssen der Kapazitäten C1 ... C20 auftreten. Die in Fig. 2 dargestellten Signale UI ... U20 sind schematisch dargestellt, wobei der Einfachheit halber die in der Praxi» übliche Vorladung, di· in der Reihe PPI und in dem Register SS1 weitergeschoben und von der Spannung -Vb1 geliefert wird, nicht berücksichtigt worden ist. Zur Erläuterung der Erfindung ist eine derartige Vorladung, die zum Erhalten eines v/irksameren Schaltens bei den Transistoren T verwendet wird, von keiner Bedeutung,
Es wird ausgegangen von einem Zeitpunkt, der kurz vor dem in Fig. 2 angegebenen Zeitpunkt t liegt. Dieser Zeitpunkt tritt am Ende einer Zeitdauer auf, die in Fig. durch w1 angegeben ist. Es wird vorausgesetzt, dass die Zeitdauer w· viel grosser ist als die Zeiten w und z. In der Zeitdauer w· gibt die Taktimpulsquolle G1 keine Taktimpulse in den Signalen A und B, aber darin tritt Massepotential 0 auf, was ebenfalls für die Signale A,0| B1O; Λ,Β und.B,A gilt« Der Anfangszeitpunkt der Zeitdauer w* ist bei
509810/098Λ
PHN.7046.
! - 11 -■ 30.7. 72*.
einem periodischen Betrieb der Aufnahmeanordnimg der dann periodisch auftretende Zeitpunkt tp.. ; alle in Fig. 2 angegebenen Zeitpunkte treten dann periodisch auf. Aus Fig. 2 geht hervor, dass nach dein Zeitpunkt t?1 die gezeichneten Signale U1 ... U20 eine Spannung ~E+v haben* Diese Spannung ist eine Bezugs spannung, die durch die negative Taktimpulsspannung -E verringert um die Tor-QueIlenSchwellenspannung (v) des Transistors T gegeben wird. Die Schwollenspannung ν tritt bei einem Transistor T auf, der keinen Strom (mehr) ,führt EojidrTn zum leiten vorgespannt ist* Die Bezugs spannung -E+v tritt an den Kapazitäten C in der Reihe PP1 und im Schieberegister SS1 auf, aber in der Reihe PP1 steht die Spannung zugleich au den lichtempfindlichen Dioden D1 ... D10. Die Photonen des in der verhaltnismässig langen Zeitdauer w* auf die Aufnahmestellon mit den gesperrten Dioden D1 ... DtO treffenden Lichtes ergeben durch die Entladung eine weniger negative Spannung in den Signalen U1 ... U10. Es wird von einer glßichißbsdgcn edüheiflidm Beleuchtung auf die Reihe PP1 ausgegangen, wodurch gerade vor dem Zeitpunkt tQ die Spannung in den Signalen U1 ... U10 für alle um einen gleich grossen Betrag weniger negativ geworden ist als die Bezugsspannung -E+v, Für das Schieberegister SS1 gilt, dass vor dem Zeitpunkt tQ während der ganzen Zeitdauer w1 die Bezugsspannung -E+v in den Signalen U11 ... U20 vorhanden ist. Um zu vermeiden, dass auf das Schieberegister SS1 Licht trifft, das οin unerwünschtes Locken bei den Spannungen U11 «t. U20 -ergeben
509810/0984
~ 12 ~ 3O.7.7;f.
f kann es gegen Licht abgeschirmt werden; für die Signal verarbeitung nach der Erfindung ist dies jedoch nicht lvesent lich, da aus Fig. 2 hervorgehen wird, dass der LeekeinfIii.sp örtlich entfernt wird und die Belugaspannung erhalten wird bevor ah dieser Stelle die Signalverarbeitung anfängt.
Vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 tritt in den Signalen A=A,Aj A1O und A,B die negative Spannung -E auf. Die Spannung -E im Signal A,0 tritt an den Torelektroden der Transistoren T1, T3, T5, T7 und T° auf, während an den Senken D die Spannung -E auf der davor vorhandenen negativen Spannung an den Kapazitäten C2, C^, CG, C8 und C10 fügt wird. In Fig. 2 ist der Spannungssprung von der Ordnung .-E im Zeitpunkt tQ bei den Signalen U2 und U10 aufgetragen. Die Spannung -E an den Torolektroden der Transistoren TI, T3, T5, T7 und T9 macht, dasf- an den Quellen S keine weniger negative Spannung als -E+v auftreten kann und von der Quelle S zur Senke D wird ein LUcherstrom fliessen bis dieser Zustand erreicht ist. In Fig. 2 ist der Effekt des Löcherströmes zwischen den Zeitpunkten tn und t1 bei den Signalen U1 und U9 aufgetragen. ' Der Löcherßtrom hat weiter zur Folge, dass die Spannung in den Signalen U2 und U10 um ebensoviel weniger negativ wird. Vor dem Zeitpunkt t1 tritt in den Signalen U2 und UIO eine Spannung auf, die gegenüber der Spannung-2E+V die summierte Information des durch die Photonen bestimmten Leckens· an den Aufnahmestellen und zwar den Dioden D1 und D2 bzw. D9 und D10 ergibt. In Fig. 2 ist
509810/0984
- 13 ~ 30.7.lh.
bei den Signalen U2 und U10 angegeben, dass vor dem Zeitpunkt fc.. dia im Element PI bzw. P5 summierte Information (lJi) bzv.'. (P5) für ein weiteres Durchschieben zur Ausgangsklemmen K1 zur Yorftlgung stoht.
Bei den Signalen UI1, U12, UI9 und U20 nach Fig. 2
sind zwischen den. Zeitpunkten tn und t., die Spannungen
υ ι *
dargestellt, wie diese auftreten, wenn in der Zeitdauer w' Icein Locken in den. Elementen S1 und S5 aufgetreten ist und kein Löcherstrom fliessen wird, . , Vom Zeitpiuikt t- bis zum Zeitpunkt to tritt in den
1J . S :i ;:.n a 1 on E-B1E; 13,0 und' BjA. die Spannung -E auf, während Hasscj)o tontial ύ nun in den Signalen A=A,A; A,0 und A1B vor— hand en ist. Dabei können die'geradzahligen Transistoren TO, T2 ... T20 mit einem Löcherstrom leitend werden, während im Zeitpunkt t.. in allen Signalen U1/-..', U20 ein Spannungssprung E vorhanden ist, der für. die ungeradzahligen Signale negativ gerichtet ist und für die geradzahligen Signale positiv. Im Zeitpiuikt t1 erfolgt ein Weiterschieben der summierten Information aus dem einen Element P der Reihe PP1 zum folgenden Element P, Die Information (PJ5) im SignalUIO nach Fig. 2 wird vom Zeitpunkt t.. zur Ausgangsklemme KI Λν-eitergeschoben, an der das Signal U11 nach Fig. 2 vorhanden. ist mit vor dein Zeitpunkt t2 der Information (P5)·
Im Zeitpunkt tp findet ein Vei.terschieben in den Schiebeelementen P und im Regist.erolepent S selbst statt, v/oJui'oli nach dom Zeitpunkt tp im dargestellten Signal U10'
509810/ 0 9 84 ' .
N - 1*f - 30.7.7*.
die Information. (P'l·) auftritt, während im Signal U12 die Information P5 erscheint.
Auf die beschriebene Art und Weise folgen im Signal U10 die weiteren Informationen (P.3),(P2) und (P1 ) und im Signal U11 die Informationen (Pk), (P_3)f (P2) und (P1). Vor dem Zeitpunkt t1Q tritt die Information (P5) im Signal U19 auf, die danach nach,dem Zeitpunkt t*Q im Signal U20 auftritt. Vor dem Zeitpunkt t-j- befinden sich die Infornjationen (P1 ) , (P2), (P3), (P*0 und (P5) in den Signalen U12, U14, U16, U18 und U20 des Schieberegisters 551.
Im Zeitpunkt t_ werden die Schalter Q1, Q2 und Q3 durch, das Schaltsignal II in die z-Stellung gebracht, Ueber den Schalter Q1 wird die Steuerung der Reihe PP1 gestoppt und vom Zeitpunkt t11 an ist in den Signalen A,0 lind B,0 Massepotential 0 während der Zeiten ζ und w1 nach wie vor vorhanden. In allen Signalen U1 ... U10 tritt vom Zeitpuiüct t-1 an dio negative Bezugsspannung -E+v auf, welche negative Spannung in den Zeiten ζ und w1 abhängig von den auf die Aufnahmesteilen mit den Dioden D1 ... D10 treffenden Photonen abnehmen kann. Da die Zeitdauer ζ viel kleiner ist als die Zeitdauer w1 lässt sich voraussetzen, dass im Zeitpunkt to1 die Bezugsspannung -E+v noch in den Signalen U1 ,.» U1O vorhanden ist, von welchem Zustand obenstehend ausgegangen wurde.
Die Umschaltung des Schalters Q3 zum Vahlkontakt ζ mit, der Spannung -Vb2 stellt den Transistor T21 als Quollen-
509810/098A
• PIIN. 70^6
- 15 - 30.7.7^.
folder in Wirkung, was bedeutet, dass die Spannung an der Klemme 1110 eine Schwellenspannung von etwa 2v weniger negativ liegt als die Spannung an der Torelektrode, die Tor-Quellenschwellenspaimung eines stromleitenden Transistors T mit isolierter Torelektrode hat nämlich etwa den doppelten Wert von der (v), die bei.einem bis zum Leiten vorgespannten aber keinen Strom (mehr) leitenden Transistor T auftritt. Weiter wird über den Schalter Q3 der Transistor T22 -.
freigegeben um unter Ansteuerung des Signals Λ gegebenenfalls in den leitenden Zustand geraten zu können, was von der
V Spannung an der Quelle S abhängt.
Die Umschaltung im Schalter Q2 hat zuir Folge, dass die Richtung der Signalschiebung im Register-SS1 umgekehrt wird. Beim Registerelement S3 ist angegeben, dass in der beschriebenen Zeitdauer w der Transistor T15 eine Senke D hat, die an einer Quelle S des Transistors T16 liegt« Aus dem Obensteilenden folgt, dass dabei in jedem Transistor T ein Löcherstrom auftreten kann und zwar von der Quelle S - zur Senke D \uid zwar unter Anstouerxmg des Signals A bzw. B an den Torelektroden der ungeradzdiligen bzw, geradzahligen Transistoren T11 ... T20, Beim Registerelement S3 ist die Richtung des Lbeherstromes durch einen Pfeil ν angegeben. Wenn nun in der Zeitdauer ζ auf timgekehrte Weise dae Signal B bzw. A den Torelektroden der ungeradzahligen bzw, geradzahligen Transistoren T11 ... T20 zugeführt wird, wird in jedem Tranen stör T der Löcherstrom seine Richtung umkehren, wobei
509810/0984
- 16 - ' 30.7.7 2U
was zunächst eine Quelle S war eine Senke I) wird. Beim Registerolement S3 ist die umgekehrte Richtung des Löcher-stroraes durch einen Pfeil ζ angegeben. Die Klemme KI, die zunächst als Eingan gskle;nrie für das S chi ßb ere gist er SS1 wirksam gewesen ist, wird min die 'Ausgangsklemme· ' Im Zeitpunkt t.... tritt im Signal B, Λ Hassepotent in 3 auf», so dass die geradzahligen Transistoren T12 ... T20 gesperrt sind. Der Transistor T22 ist dabei auch durch Massepotential 0 in dem über den Schaltor Q3 ihm zugefvlhrfcen Signal A gesperrt. Im Signal A,B tritt dann die Spannung -L·
ι auf, wKllrend im Signal A,A Massepotontial 0 und im Signal Ii1B die Spannung -E erscheint, so dass die ungcradzahligen Transistoren T11 ·■·· T19 leitend werden können und ein Löcheratrom von den geradzahligen ?,u den tmgcradzahli;;bn Kapazitäten C20 ... CM.fliesst. Dadurch wird die Information (i?5)i die im Signal U20 nach Fig. 2 vorhanden ist, stu»n Signal U19 zurückgeschoben. Auf gleiche-Vei&e wird die Information (P1) im Signal U12 zum Signal Ul 1 zurückgeschoben. Im Signal U11 ist die Information (P1) gegenüber der Bezugss-pannung -213+vvorhandcxi, so dass über den leitenden Transistor T21 die Information (PI) im Signal UK10 gegenüber der Bezugsspannung -2E+3v erscheint* Vor dem Zeitpunkt t12 is* die Information (Pi) im Signal UK10 vorhanden.
Im Zeitpunkt t12 erscheint die Spannung -E in den Signalen BfA und A,Ä und das Massepotontial 0 in den Signalen A,Il ium 13,B, wodurch die geradzahligen Trar· - isvor-'.-n
509810/0984 copy
ORIGINAL
- 17 - 30.7.71I.
Tl 2 ... Τ18 zum Zur UcI; schieben der Information zwischen den Rcf: Lstorcleuonten S^, Sh, S3, S2 und S1 in den leitenden Zustand güre-ton können, Beim Signal U12 nach Fig. 2 ist angegcbcn, dass darin die Information (P2) gelangt, Weiter gelan(-;t durch die Spannung -E im Signal A an der Torelektrode
des Transistors T22 dieser Transistor in den leitenden Zustand mit einem Löcherstrom bis in der Spannung U11 die Spannung -Ef-v vorhanden ist. Dabei tritt vor dem Zeitpunkt t1« die Spanmmg -E+3V im Signal UK10 auf.
In Zeitpunkt tn,, f'Lfngt die Uebertragung der Informa ti on (P2) zum Signal U1 1 an und vor dem Zeitpunkt t1^ ist die Information (P2) in clon beiden Signalen U11 und UK10 vurhandcn, Auf dieselbe Art und Weise treten vor den Zeit— punkten t*.-t to und to, die Informationen (P3)f (P^·) bzw. (Pj) im Signal UIC10 am Ausgang K10 der Aufiiahmeanordming auf.
Im Zeitpunkt tr liefert der Impulszähler^G2 einen Inipiils im Schal t signal, H wodurch die Schalter Q1 , Q2 und Q3 in die w-Stellung gebracht werden, während, durch innere Verbindungen oder durch Zufuhr des Signals H zu der Takt— impulsquclle G1, diese mit der Lieferung der Taktimpulse aufhört. Damit fUngt die beschriebene Zeitdauer w· zum Aufnehmen von Inf oriiation in die Aufnahme st eilen mit den Dioden D1 ... 1)10 in der Reihe PPI an.
Obenstehend ist die Wirkungsweise der Aufnahmeanordmiug nnch Fig. 1 beschrieben worden, ohne dass auf den H.Lritor;yruiK5 oingegftngon ±zt; welcher Hintergrund sich
509810/0984 .C0PY
BAD ORIGINAL
- 18 - 30.7.7'U
nun auf* einfachere Veise erklären lässt. Sollte die Aufnahme·· anordnung nur die Reihe PP1 mit den Schiebeelementen P1 , ,, Γ5 und den darin vorhandenen Aufnähmesteilen mit den Dioden Dl.., D10 enthalten, abgesehen von einer Ausgapgssttif e und Steuermittel^ so würde an der Klemme K1 ein Ausgangssignal auftreten, wie dies in Fig. 2 beim Signal U11 in .der Zeitdauer ν dargestellt ist. Es stellt sich heraus, dass nacheinander die Informationen (P5) ·.. (P1) an der Klemme K1 auftreten. Dabei wird die Information (P5) verfügbar nachdem zwei Transistoren T9 und T10 in den leitenden Zustand gebracht sind; mit anderen .Worten die Information (P5) .hat zwei Schaltharidlungen erfahren. Für die Information (P1) folgt, class dicso über zehn .Transistoren Tt ... T10 also nach zehn Schalthandlungen an der Klemme KI erscheint. Allgemein gilt, dans bei η-Elementen in der Reihe PPI dia Information des Diementes x, d.h. die Information (Px) eine Anzahl von 2(n+1-x) Schalthandlungen erfuhrt. Sollten die Schalthandlungen auf ideale Weise stattfinden, d.h, eine Ladungsübertragung der einen Kapazität auf die andere ohne irgendeinen Ladungsverlust und ein Schalten der Transistoren (τ) ohne irgendeine Signalbeeinflussung, so würden mehr oder weniger Schalthandlungen zum Erhalten der Information (Px)1 diese nicht beeinflussen. In der Praxis erfolgen die Schalthandlungen nicht auf idealo Weise, sonderrt en treten Ladungsverluste auf und das Schalten beeinflus-st das Signal. So tritt eine Gleichstrom- bzv. GleichspanuungsverSchiebung im Signal auf,
50 9 810/0984 C0PY
BAD ORIGINAL
- 19 - 30.7.lh.
die grösfior wird bei einer grScsoren Anzahl von SchalthandliuiiTon, was ebenfalls eine weitere Bandbreitenbeschr'inkung und ein geringeres Signal-Rauschverhältnis ergibt. Im Ausf-Mnp;ysi(;nal der Reihe PP1 tritt dadiirch eine platz- bzw. ; zeitabhängige Su (;naldegr;xdation auf, Insbesondere bei grossen Verton von. n, beispielsweise n=100 oder mehr, ist die sich daraus ercebende platz- bzw. zeitabhängige Signaldegradation im Ausgangssignal auf unakzeptierbare Weise vorhanden.
Zur Verringerung der platz- bzw. zeitabhängigen Signnl degradai i or. ist in der Aufnahnioanordnuiig nach Fig. 1 das Schiebcregister 851 vorgesehen, das vom IIin-/und Herschiebetyp ist. Die Information (Ρχ)» die vci.i Element Px in der Reihe PP1 herrührt, wird wie obenstehend beschrieben, dem Registerelement Sx des Schiebcregi r,t ers SS1 zugeführt und darin bir- in die geradzahlige Kapazität C gebracht. Dadurch einfährt die Information (Px) eine Anzahl von (2x-1 ) Schalthandliu"i{;on beim Einführen in das Schieberegister SS1 . Beim Zurücjcscliieben erfolgt dies durch dieselbe Anzahl Transistoren T in Schieboregister SS1, so dass die zurückgeschobene Information (Px) an der Ausgangsklemme K1 des Schieberegisters SSI eine Anzahl von 2(2x-i) Schalthandlungen im Schieberegister SS1 erfahren hat. , ' ' - -.
Venn vorausgesetzt wird, dass jede Schalthaiidlung ■-;. in d?r Reihe ΡΙΊ eine Signaldegrndation um einen Faktor a ... ergibt, vi'hrend die im Schiebe.rcgj ;-,ter SS1 einen Vert-b hat, iols;i, ■!;·.>.:. C.ic Gesamt signaldegrii'i.ition an der Atisgan{.'i;]>lern!?ie K'i-
COPY 509810/0984
BAD ORIGINAL
- 20 ~ 3O.7.7**.
des Schiebere.p sters SSI dem nachfolgenden Vert entspricht; 2(n+1-x)a + 2(2x-i)b . (i)
Um zu verwirklichen, dass die Signaldegradation platz- bzw. zeitunabhflngig ist, muss die Formel (i) einen konstanten Vort haben unabhängig von x, vas gilt für
b = *a (2)
Die in der Formel (2) festgelegte Anforderung, dass die Signaldegradation pro Schal thandlung beim Schieberegister SS1 die Hälfte sein muss von der bei der Reihe PP1 lässt sich durch Anpassung der Konfiguration der Kapazitäten C11 ... C20 und der Transistoren TI 1 ... T20 an die integrierte Ausbildung in einora Halbleiterkörper erfüllen. Für
die Reihe PP1 gilt, dass die Konfiguration der darin vorhandenen 13aue lernen te zum grössten Teil durch die Anforderung einer mti glichst guten Infornatioiisaufuahüic in den Aufnahme-stellen mit den Dioden D1 ... D10 becti.nnt wird. Für das Schieberegister SS1 gilt eine derartige Anforderrjig nicht, so dass es einen Freiheitsgrad gibt, die Anforderung der hfjb Signaldegradation pro SchaIthandlung erfüllen zu können,
Ohne die Verwendung des Schieberegisters SSI würde die Information (P1) eine Signaldegradation 2na haben, wShrend die für die Information (Pn) den VTert 2a hat. Durch Verwendung des Schieberegisters SSI ist die orts~ bzv;. zeitabhängige Signaldegrtidation eliminiert und gibt es eino einheitliche Signaldegradation vor» (2n+i)a für alle Informationen (Px)*
8 09 810/0984
- 21 - . 30.7.7'+.·
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Reihe PP1 ist ein Beispiel davon, wie die Informationsaufnahme und -weiterSchiebung in einer Halbleiteraufnahmeanordnung erfolgen könnte, Sbatt einer Aufnahmeanordnung mit der Ladungsübertragung über im Substrat gebildete Transistoren könnte ebenfalls eine Aufnahmeaiiordnung verwendet sein, die mit dem Veit erschieben eines Potentialgebietes unter der Oberfläche des Substrates wirkt. Auch hler tritt eine orta- bzw, zeitabhängige Signaldegradation auf, die auf die bei Fig. 1 und 2 beschriebene Art und Weise auf eine einheitliche Signaldegradation eliminiert werden kann.
In Fig. 3 ist eine in einem Halbleiterkörper integrierte Aueführungsform des bei Fig. 1' beschriebenen analogen-Schieberegisters SS1 dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht des HalbloiterkÖrpers als Substrat, das aus n-leitenden^ Halbleitermaterial besteht, in dem Gebiete aus 2>-lr it end en tfalbleiterniat erial durch Diffusion gebildet sind. Auf dem Substrat η mit den Gebieten £ ist eine nicht angegebene isolierende Schicht angebracht, auf die aus Aluminium al einige Leitirrigen gelegt sind. Dort, wo die Leitungen die T3-Gebiete (davon isoliert) bedecken, sind diese Gebiete durch gestrichelte Linien dargestellt. Zwei Quadrate mit Diagonalen geben die Anschlüsse an zwei p-Geblete an, an die über Leitungen, die Klemme K1 und die Spannung -VbI anschlieesbar sind» Die in Fig. 1 angegebenen Transistoren T11 ... T20 luid Kapazitäten C11 ... C20 sind ebenfalls in
509810/098A ,
- 22 - 30.7.7**.
Fig» 3 angegeben. Die Transistoren T liegen zwischen zwei benachbarten p_-Gebieten und werden über zwei kanimfurmig ineinander greifende jedoch vonainander getrennt liegende Leitungen gesteuert, denen die Signale A1B bzw, B,Λ zugeführt werden. Die Kapazitäten C sind in zwei Gruppen, geradzahlige xuid ungeradzahlige, auf beiden Seiten gebildet und liegen zwischen einer Leitung, der das Signal-B,B bzw. A,A zugeführt wird und dem davon isoliert darunter liegenden p_~Gebiet. Dio bei Fig. 1 gegebenen Registerolemente S1 ... S5 sind in Fig. 3 nicht angegeben, sind jedoch darin auf einfache Ueise zurückzufinden,
Für das in Fig. 1 gegebeno Schieberegister S51 ist es wesentlich, dass es keinen Unterschied in der Slgnal-Weiterschiebung für die eine und die andere Richtung gibt, was mit dem in Fig. 3 gegebenen Bau des Schieberegisters SS1 verwirklicht worden ist.
In Fig. 4 ist eine Aufnahmeanordmuig dargestellt mit mehreren Reihen PP1, PP2 ... PPm-1, PPm von Schiebeelementen PI ... Pn mit Aufnalunestellen, die nacheinander gesteuert werden. Durch den zv/eidimensionalen Charakter der Aufnahmeanordnung nach Fig. h eignet sich diese durchaus für Fernsehaufnahmen, Bereits bei Fig. 1 angegebene Elemente sind mit denselben Bezugszeichen angegeben und sind gegebenenfalls zur Betonung einer Aenderuiig mit einer Akzentnotierung versehen. So gibt es einen Schalter Qt *, Über den die Reihen PPI· ·., PPm in einem Zyklus gesteuert werden. Es wird davon
509810/0984
- 23 - · 30.7»7^.
ausgegangen, dass in einer vorhergehenden Zeitdauer w die Reihe PPI für Signalabgabe gesteuert ist (gestrichelter Pfeil), während in der heutigen Zeitdauer w die Reihe PP2 für Signalabgabe gesteuert wird (gezogener Pfeil). Die m Ausgänge der Reihen PP1 ... PPm sind in zvei Gruppen von geradzahligen · und ungeradzahligen Reihen PP aufgeteilt und die Gruppen von Ausgängen liegen an einem Schalter Qh mit, zwei Umschaltern q^1 und q^2. Die Umschalter q^1 und qk2 werden durch das Schaltsignal H gesteuert und haben Wahlkontakte w und z, wobei die w-Wahlkontakte mit den Ausgängen der Reihen PP verbunden sind und die z-Vahlkontakte freiliegen. Im dargestellten Fall, wo die Reihe PPI bereits ausgelesen ist und die Reihe PP2 ausgelesen wird, steht der Umschalter q*t1 auf dom Vahlkontakt z1 , während der Umschalter qU2 auf dem wahlkontakt w2 steht. Die Umschalter q4i und qij2 sind je mit (m+i) Wahlkontakten ausgebildet, wobei der Umschalter q,h2 bzw. qUi auf einem nicht angegebenen Kontakt steht, wenn der Umschalter q^i auf dem Kontakt w1 bzw, der Umschalter q^2 auf dem Kontakt zm steht. .
Der Mutterkontakt des Umschalters q*i1 liegt an der Klemme K1, die weiter am analogen Schieberegister SS1 liegt. Der Ihitterkontakt des Umschalters qV2 liegt an einer Klemme K2, die weiter an einem analogen Schieberegister SS2 vom Hin- und Ilersehiebetyp liegt. Die Schieberegister SSI und SS2 werden unmittelbar durch die: Taktimpulsquelle G1 mit den Sifraalen Λ und B gesteuert und über einen Schalter Q2' ,
509810/098.A
- 2h - 30.7.
wodurch wenn dem Schieberegister SS augenblicklich die Signale B und A an bestimmten Eingängen zugeführt werden, das Schieberegister SS2 die Signale A und B an entsprechenden Eingängen zugeführt bekommt und umgekehrt. Daraus folgt, dass während das eine Schieberegister SS Information aufnimmt, das andere Information abgibt. In dem in Pig. h darij&~ stellten Fall nimmt das Schieberegister SS2 die Information der Reihe PP2 auf, während gleichzeitig das Schieberegister
551 die früher aufgenommene Information der Reihe PP1 abgibt«
Die Klemmen K1 und K2 liegen an Uahlkontakten eines Schalters Q5» dessen Mutterlcontakt an der Ausgangskleinme KlO der Aufnahmeanordnung nach Pig« h liegt. Der Schalter Q5 wird durch das Schaltsignal H gesteuert und verbindet im beschriebenen Fall die Klemme K1 mit der Ausgangskleramo K10, an der auf diese Veise die Information dor Reihe PP1 verfügbar wird» Bei einer Ausbildung der Schieberegister SS1 und ■
552 mit einem gesonderten Eingang und Ausgang könnte der Schalter Q5 fehlen und die Registerausgäng© könnten unmittelbar an den Ausgang K10 angeschlossen sein. Dabei gilt die Anforderung, dass bei Information an dem einen Registerausgang der andere Registerausgang kein(stör) Signal führen darf.
Bei der Informationabgabe der Reihe PP3 wird der Schalter q4i an den Wahlkontakt w3, der Schalter q>+2 an den Vahlkoritakt z2 xuid der Schalter Q5 an die Klemme K2 angeschlossen sein, während das Schieberegister SS2 die
509810/0984
~ 25 - 3O.7.74. .
Information der Reihe PP2 abgeben wird und das Schieberegister SS1 die der Reihe PP3 aufnehmen wird.
Die in der Formel (2) gegebene Beziehung, dass die Signaldegi-adation' pro Sehalthandlung im Schieberegister SS1 nach FIg, 1 die Hälfte sein muss von der bei der Reihe PP1, gilt hier ebenfalls für die Schieberegister SS1 und SS2 und die Reihen PP1 ... PPm.
In Fig. 5 ist eine Aufnahmeanordnung gegeben, die mit drei Reihen PR.'1 , PR2 und PR3 ausgebildet ist, die je mit Schiebelemeiiten R1 ... Rn und gesonderten Aufnahmestellen P1· «o. Pn' gebildet sind. Der Einfachheit der Zeichnung halber sind bei Fig. 5 die Anschlüsse zur Steuerung der jeweiligen Elemente fortgelassen. Im Vergleich zu der bei Fig. .1 gegebenen Ausführungsform der Reihe PPI, wobei die Aufnahniestellen mit den Dioden D1 ... D10 beim Weiterschieben der Informabion auf die dargestellte Weise immer vorhanden sind, könnte für die Reihen PR an einen Aufbau gedacht werden, wobei die Dioden bei der Informationsweiterschiebung von den Schiebeelementen abgeschaltet sind. Die Reihen PR bestehen auf diese Weise aus einem Schieberegister mit den Elementen R1 ... Rn, denen parallel die Informationen von den Aufnahmesteilen P1' ... Pn1 kurzzeitig zugeführt werden, die danach bei abgeschalteten Aufnahmesteilen P1' ... Pn1 durch die Elemente Rl ... Rn geschoben werden. ·
Die Ausgange der Reihen·PR1, PR2 und PR3 liegen an einem Schalter Q.k·', der mit drei Umschaltern q43, q*l·^ und
509810/098*
- 26 - 3Ο.7.·'·7
ausgebildet ist. Die Umschalter q^3» qkk und q^-5 sind mit je drei. Wahlkontakten ausgebildet, von denen einer freiliegt und zwei an je ein Schieberegister SS1 , SS1f; SS2, SS2» bzv. SS3, SS3« angeschlossen sind. Die Schieberegister S3, SS1 sind vom Typ mit einer Klemme K, K1, die Eingang sowie Ausgang sein kann und die Klemmen K1 , K1f| K2^ K21 bzw. K3 r K3' liegen an Eingängen einer Subtrahierstufe L1 ·, L2 bzw. L3. Die Ausgänge der Subtrahierstufen L liegen an Wahlkontakten eines Schalters Q5'» der mit einem Umschalter versehen ist, dessen Mutterkontakt mit der Ausgangsklemme K10 der Aufnahmeanordnung verbunden ist.
Die Aufnahmeanordnung nach Fig. 5 bietet ausser der Möglichkeit zum Durchführen der einheitlichen Signaldegradation eine Müglichkeit zur weiteren Signalkorrektur. Dazu werden die Reihen PR1, PR2 und PR3 einmal ausgelesen ohne· dass aus den Aufnahmestellen P1' ... Pn* Information eingebracht ist und sie werden einmal ausgelesen mit der Information, In Fig. 5 ist mit einem gezogenen Pfeil eine augenblickliche Signalverarbeitung angegeben, während eine in einer vorhergehenden Periode stattfindende Signalverarbeitung durch einen strichpunktierten Pfeil und eine in einer Periode vor der zweiten genannten Periode liegende Signalverarbeitung durch einen gestrichelten Pfeil angegeben ist. Für die Reihe PR1 folgt, dass in der Periode vor der vorhergehenden Periode die Elemente R zum Schieberegister SSI * ausgelesen worden s±nd(gestrichelte Pfeile). In der vorhergehenden Periode
509810/0984
- 27 - - 30.7.74.
sind die Informationen aus den Aufnahmesteilen Γ1' . .. Pn' in die Elemente R1 ... Rn gebracht und über den Schalter dem Schieberegister SS1 zugeführt, während gleichzeitig die Elemente R der Reihe PR2 ohne Information aus den Aufnahmestellen P"? über den Schalter q,hk zum Schieberegister S21 ausgelesen werden (strichpunktierte Pfeile). In der bei Fig. 5 dargestellten augenblicklichen Periode (gezogene Pfeile) werden die Schieberegister SS1 und SS1* zur Subtrahierstufe LI ausgelesen, während gleichzeitig in der Reihe PR1 die Informationen aus den Aufnahmesteilen P1 dem Schieberegister SS2 zugeführt werden und die Elemente R der Reihe PR3 ohne Information aus den Aufnahmestellen P' zum Schieberegister SS3' ausgelesen werden« In zyklischem Betrieb ist die augenblickliche Periode der Anfang von Zyklen von drei Perioden. Die Subtrahierstufe L1 liefert in der augenblicklichen Periode ein Signal, das eine einheitliche Signaldegradation hat, aber dabei eine Signalkorrektur erhalten hat und zwe.r dadurch,' dass beim Auslesen der Reihe PR1 bei den Scliiebeelemcnten R1 ... Rn auftretende Fehler durch die Signalsubtraktion eliminiert werden« .
Die bei Fig. 5 beschriebene Signalverarbeitung könnte ebenfalls bei der Aufnahmeanordnung nach Fig. h angewandt werden, wobei dann der wesentliche Unterschied auftritt, dass die Reihe PP1 ... PPm aus Fig. ^,zunächst mit Information ausgelesen werden müssen .und danach abermals (ohne die bereits abgegebene Information). Auch hier würde ein
509810/0984
-28 - 3O.7.V*.
Zyklus von drei Signalverarbeitungsperioden vorhanden sein und es wurden sechs Schieberegister SS, SS1 notwendig sein. Bei der Anwendung der einzigen Reihe PP1 nach Fig. 1 würden nur zwei Schieberegister SS1 und SS1 ' notwendig· sein.
Statt der drei Subtrahierstufen L1, L2 und L3 des Schalters Q5· könnt© nur eine Subtrahierstufe L verwendet werden, die mit den zwei Eingängen für einen wechselweisen Anschluss an die Klemmen K1 , K1 ' j K.2, K2' bzw. K3, K3 ' und mit dem Ausgang unmittelbar am Ausgang K10 liegt, umschaltbar ist. Bei der Ausbildung der Schieberegister SS und SS1 mit einem gesonderten Eingang und Ausgang könnten die sechs Ausgänge in zwei Gruppen an die zwei Eingänge einer Subtrahierstufe L angeschlossen werden, wenn gewährleistet ist, dass bei einem Signal an zwei Ausgängen es kein Signal an den übrigen vier Ausgängen der Schieberegister SS und SS1 gibt.
509810/0984

Claims (1)

  1. - 29 - 30.7.72U
    ΡΛΤϊ:>.τΤΛ NSPRUECHE:
    1 ,/ Aufnahmeanordnung mit Informationsaufnahmestellen in einem Halbleiterkörper, wobei die aufgenommene Information über Ladungsübertragung durch eine Reihe von Schiebeelementen unter Ansteuerung einer Taktimpulsquelle nach einem bei der Reihe vorhandenen Ausgang durchschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang dei* Reihe von Schiebeelementen an einen Eingang eines analogen Schieberegisters zur Aufnahme der genannten Information in Registerelementen angeschlossen ist, welches Schieberegister von einem Hin- und Herschiebetyp ist mit nacheinander eine Information Aufnehmen und Zurück— sdiiobon unter Ansteuerung der Taktimpulsquelle, wobei die Signaldegradation, die beim Weiterschieben· bei den Schiebeeleroenten der genannten Reihe auftritt, und die bei den Registerelementen des Schieberegisters auftritt, ein Verhältnis haben, wobei das abgegebene Signal am Ausgang des Schieberegisters eine im wesentlichen einheitliche orts- bzw, zeituiiabhüngige Signaldegradation hat.
    2. Aufnahmeanordnung nach*Anspruch.1f dadurch gekennzeichnet, dass dio Signaldegradation beim Yeiterschieben bei den Registerelementen des Schieberegisters in der Gr 53 s s en Ordnung der Hälfte von der bei den Schiebe element en der genaimten Reihe liegt,
    3· Aufnaliiaeanordnung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung von mindestens zwei Reihen
    509810/0984
    - 3Q. - ' · 3O.7.7J*.
    von Schiebeelementen die nacheinander gestetiert werden, mindestens zwei der genannten Schieberegister vorhanden sind, welche Schieberegister untereinander in verschiedenen Zeiten Information aufnehmen bzw, ztirückschieben, k. Aufnahmeanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung von mindestens drei Reihen von Schiebelernenten ein Umschalter vorhanden ist zwischen den Reihen von Schiebelementen und den mindestens zwei vorhandenen Schieberegistern.
    5· Aufnahmeanordnung nach Anspruch ht dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Schiebeelementen mit je einem Ausgang versehen sind und welche Ausgänge aufeinanderfolgend zyklisch in mindestens zwei Gruppen über' den genannten Umschalter mit den Eingängen der mindestens zwei Schieberegister verbunden sind.
    61· . Aufnahme anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung einer Schieberegisterausbildung, wobei der Eingang für Informationsaufnahme dem Ausgang für Informationsabgabe entspricht, ein Umschalter vorhanden ist, der mit Wahlkontakten versehen ist, die an die Ausgänge der Schieberegister angeschlossen sind und mit einem Mutterkontakt, der an einen Signalausgang der Aufnahmeanordnung angeschlossen ist.
    7· Aufnahmeanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mit einem an die Taktimpulsquelle angeschlossenen Impulszähler
    5098 10/0984
    ~ 31 - 30.7.7^.
    zuiu Liefezm eines Schaltsignals zu den in der Anordnung vorhandenen Schaltern versehen ist, welcher Impulszähler eine Zählzahl hat, die der Anzahl Schiebelemente in der genannten Reihe bzv. Registerelemente im Schieberegister entspricht«
    8. Aufnahmeanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekonnzeichnet, dass bei Anwendung einer Reihe von Schiebeelementen, die einmal mit der aufgenommenen Information und einmal ohne aufgenommene Information zum Ausgang ausgelesen wird, der Ausgang mit den zwei sequentiellen Signalen Über einen Schalter an die Eingünge von zwei Schieberegistern zur getrennten Speicherung der genannten zwei Signale angeschlossen ist, wobei die Ausgänge der zwei Schieberegister mit simultan zurückgeschobenen Signalen an eine Subtrahierstufe angeschlossen sind mit einem Ausgang, der an den Ausgang der Aufnahmeanordnung gelegt ist«
    9. Aufnahineanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens drei der genannten Reihen Schiebeelemente gibt, während drei der genannten Umschalter drei·Gruppen der genannten zwei Schieberegister und ein Umschalter sind, über welchen Umschalter die Gruppen Schieberegister wechselweise mit dem Ausgang der Aufriahmeanordnung verbunden sind, welche drei Gruppen mit je zwei Schieberegistern einen phasenverschobenen Zyklus haben zur sequentiellen Speicherung der .zwei Signale und der simultanen ZurUckschiebung,
    509810/098A
    - 32 - ■ 30.7.7^.
    10. Aufnahmeanordnung nach einei.i der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahiiioiuiorc'min.f,· zum grösston Teil in einem Halbleiterkörper integriert ausgebildet ist.
    11. Aufnahmeanordiuuig noch Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dio Regist oreleinonte für ein gleiches Hin- und Ilerschieben für beide Richtungen auf gleiche V.'eico ausgebildet sind.
    12. Aufnahme an Ordnung nach Ansprach 11, dadurch geke·?'])-« zeichnet, dass im Halbleiterkörper als Substrat Gebjote aus Ha IbI ei t ornia t er ial ent fjege: j ,^c set ν 1 on Lei t f cthi r\; ο it s typ ·" {;';-bildet sind, wobei auf dorn Hp!bleitorkftrpf.T davon iso-l J.o-rt zwei kainmförmifjG ,inoinander^Veifcnde jedoch voneinander getrennt liegende Loitiuifjon. vorgesehen sind, die einigormn.esen überlappend zv/isclien den Gebieten auftreten und die Torelektroden der auf diese Vroif>e gebildeten Transistoren b.ildon.
    13. Aufnaluneanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dd e Gebiete bis ausscrhalb der kanuiiförmigen Leitungen gebildet sind und auf beidun Seiten (^eT kammfUrinigen Leitungen weitere Leitungen angeordnet sind, v/o zwischen den Gebieten und den lotztgcnajinten Leitungen Kapazitäten gebildet sind»
    1*f. Halbleiterkörper, geeignet zum Gebrauch in einer Aufnahmeanordmirjg -nach einem der vorst ohondon AnsprücJio.
    COPY
    5 0 9 8 1 Π / η 9 0 l> BAD
DE2438353A 1973-08-20 1974-08-09 Aufnahmeanordnung mit Informationsaufnahmestellen in einem Halbleiterkörper Expired DE2438353C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7311429A NL7311429A (nl) 1973-08-20 1973-08-20 Opneeminrichting uitgevoerd met informatie- opneemplaatsen in een halfgeleiderlichaam.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2438353A1 true DE2438353A1 (de) 1975-03-06
DE2438353B2 DE2438353B2 (de) 1980-08-14
DE2438353C3 DE2438353C3 (de) 1981-05-27

Family

ID=19819429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2438353A Expired DE2438353C3 (de) 1973-08-20 1974-08-09 Aufnahmeanordnung mit Informationsaufnahmestellen in einem Halbleiterkörper

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3967055A (de)
JP (1) JPS5427208B2 (de)
CA (1) CA1033842A (de)
DE (1) DE2438353C3 (de)
FR (1) FR2241847B1 (de)
GB (1) GB1489191A (de)
IT (1) IT1016835B (de)
NL (1) NL7311429A (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278999A (en) * 1979-09-12 1981-07-14 The Mead Corporation Moving image scanner
DE3112907A1 (de) * 1980-03-31 1982-01-07 Canon K.K., Tokyo "fotoelektrischer festkoerper-umsetzer"
US4607286A (en) * 1985-01-04 1986-08-19 Rca Corporation Removal of line selection artifacts from trace portions of line transfer CCD imager video output signals
US4679090A (en) * 1986-01-23 1987-07-07 Rca Corporation CCD circuitry for line-sequential read out of a photosensor array
US4897728A (en) * 1987-10-09 1990-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Charge transfer device for solid state image pickup apparatus and method of driving the same
US4862275A (en) * 1988-10-27 1989-08-29 Eastman Kodak Company Readout of charge packets from area imager CCD using an inverter-chain shift register
DE102018222118A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh CCD-Photodetektor und zugehöriges Verfahren zum Betrieb

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3603731A (en) * 1969-08-27 1971-09-07 Paul K Weimer Digital scanning mosaic photosensing system
US3696250A (en) * 1970-09-17 1972-10-03 Rca Corp Signal transfer system for panel type image sensor
US3683193A (en) * 1970-10-26 1972-08-08 Rca Corp Bucket brigade scanning of sensor array
NL170480C (nl) * 1971-03-19 1982-11-01 Philips Nv Opnemer voor het omzetten van een twee-dimensionaal fysisch patroon in een televisiesignaal.
US3789247A (en) * 1972-07-03 1974-01-29 Ibm Dynamically ordered bidirectional shift register having charge coupled devices
US3801884A (en) * 1972-12-18 1974-04-02 Bell Telephone Labor Inc Charge transfer imaging devices

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Also Published As

Publication number Publication date
US3967055A (en) 1976-06-29
DE2438353C3 (de) 1981-05-27
JPS5051218A (de) 1975-05-08
CA1033842A (en) 1978-06-27
NL7311429A (nl) 1975-02-24
IT1016835B (it) 1977-06-20
DE2438353B2 (de) 1980-08-14
FR2241847B1 (de) 1979-06-15
GB1489191A (en) 1977-10-19
FR2241847A1 (de) 1975-03-21
JPS5427208B2 (de) 1979-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2352184C2 (de) Schaltung zur gleichzeitigen Ablesung und Signalverarbeitung einer ladungsgekoppelten Anordnung sowie Verfahren zum Betrieb derselben
DE955429C (de) Schaltungsanordnung fuer einen Lmpulswiederholer in Fernmelde-, insbesondere Fernspre
DE1917324C3 (de) Schaltung zum Umwandeln eines optischen Musters in ein elektrisches Signal
DE2145295B2 (de) Schaltungsanordnung fur ein Schieberegister
DE2222521C3 (de) N-stufiger Ringzähler
DE3220958A1 (de) Fluessigkeitskristall-matrixanzeigeanordnung
DE2525075A1 (de) Spannungsvervielfacherschaltung
DE2310267C2 (de) Digital/Analog-Umsetzer
CH629630A5 (de) Transversalfilter mit mindestens einem analogen schieberegister und verfahren zu dessen betrieb.
DE1474388A1 (de) Speicheranordnung mit Feldeffekttransistoren
DE2438353A1 (de) Aufnahmeanordnung mit informationsaufnahmestellen in einem halbleiterkoerper
DE2248423B2 (de) Ladungsübertragungssy stern
DE3644266C2 (de)
DE2851111C2 (de) Zweidimensionale Analog-Speicheranordnung
DE2633419B2 (de) Elektronischer Tastenwahl-Nummernschalter
DE854375C (de) Schaltungsanordnung zur Verbindung von ankommenden und abgehenden Leitungen mittels Wahleinrichtungen in Fernmelde-anlagen, vorzugsweise in Fernsprechanlagen mit Waehlerbetrieb
DE1549934A1 (de) Anlage zum Schreiben oder Aufzeichnen von elektronisch reproduzierbaren Symbolen
DE2843801C2 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Dünnfilm-Elektroluminiszenz-Videoanzeigetafel mit Matrixstrukur
DE2032318A1 (de) Feldeffekttransistor Schieberegister stufe
DE2107110B2 (de) Ladungsübertragungsvorrichtung
DE974596C (de) Schaltungsanordnung fuer Fernsprechanlagen mit Waehlern und gemeinsamen Steuereinrichtungen
DE1015067B (de) Schaltungsanordnung zur Registrierung von Gebuehren-Zahldaten mittels einer Speichereinrichtung mit magnetischer Trommel in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
AT166838B (de) Steuersystem
DE1462575C (de) Reversibler elektronischer Ringzahler mit komplementären Transistoren je Zahl stufe
DE2348242C3 (de) Bildaufnahmeeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee