DE2521467A1 - CHARGE TRANSFER BINARY COUNTER - Google Patents

CHARGE TRANSFER BINARY COUNTER

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DE2521467A1
DE2521467A1 DE19752521467 DE2521467A DE2521467A1 DE 2521467 A1 DE2521467 A1 DE 2521467A1 DE 19752521467 DE19752521467 DE 19752521467 DE 2521467 A DE2521467 A DE 2521467A DE 2521467 A1 DE2521467 A1 DE 2521467A1
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DE
Germany
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charge
cells
cell
threshold
transferred
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19752521467
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German (de)
Inventor
Robert Henry Walden
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AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K23/00Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
    • H03K23/40Gating or clocking signals applied to all stages, i.e. synchronous counters
    • H03K23/42Out-of-phase gating or clocking signals applied to counter stages
    • H03K23/46Out-of-phase gating or clocking signals applied to counter stages using charge transfer devices, i.e. bucket brigade or charge coupled devices

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  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN KRAMER ZWIRNER · HIRSCHBLUMBACH · WESER · BERGEN KRAMER ZWIRNER · HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN 2521467PATENT LAWYERS IN MÖNCHEN AND WIESBADEN 2521467

Postadresse München: Patentconsulr 8 München 60 Radedtestraf)·43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Somenberger Stra#e 43 Telefon (0*121) 562943/561998 Telex 04-186237Postal address Munich: Patentconsulr 8 Munich 60 Radedtestraf) 43 Telephone (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postal address Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Somenberger Stra # e 43 Telephone (0 * 121) 562943/561998 Telex 04-186237

Western Electric VJLLDiW, B.H. 8 Western Electric VJLLDiW, B.H. 8

Company, IncorporatedCompany, Incorporated

222,Broadway222, Broadway

New New York, N.Y. 10038York, N.Y. 10038
US5"US5 "

Ladungsübertragungs-BinärzänlerCharge transfer binary counter

Me Erfindung betrifft einen Ladiingeübertragungs-Binärzänler zum Zählen von aaximal 2^-I in einem speziellen Zeitintervall auftretenden Signalimpulsen) »it einem Ladungsspeichermedium und einer Hehrzahl Elektroden zur Übertragung von Ladung in dem Medium.The invention relates to a charge transfer binary counter for counting aaximal 2 ^ -I in a special time interval occurring signal pulses) »with a charge storage medium and a plurality of electrodes for transferring charge in the medium.

Die in jüngerer Zeit aufgekommene Ladungskopplungstechnolcgie hO.% das Auftreten von inzwischen bekannten Schieberegister-The charge coupling technology that has emerged recently has led to the occurrence of the now known shift register

mit eisig, gsbr&eht* Omwith icy, gsbr & eht * Om

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richtungen (im folgenden auch unter der bekannten Bezeichnung CCB1 einer Abkürzung des im englischsprachigen Baum verwendeten Begriffs Charge· Coupled Devices) sind, ist die Herstellung des Systems vorteilhafterweise vereinfacht. Ein Schieberegister und ein UND-Gatter könnten beispielsweise mit Hilfe der wohlbekannten Technologie integrierter Schaltungen auf einem einzigen Plättchen hergestellt werden. Außerdem wären Grenzflächen- oder Schnittstellenprobleme, wie Impedanzanpassung und Belastung durch Streukapazitäten, verringert.directions (in the following also under the known name CCB 1 an abbreviation of the term Charge · Coupled Devices used in the English-language tree), the production of the system is advantageously simplified. For example, a shift register and AND gate could be fabricated on a single die using well known integrated circuit technology. In addition, interface problems, such as impedance matching and exposure to stray capacitances, would be reduced.

Biese Probleme werden erfindungsgemäß gelöst durch einen Ladungsübsrtragungs-Biiiärzähler der eingangs genannten Art, der da«im~el& gekennzeichnet ist* daß ein Quantisierer mit einer ersten Elektrodenanordnung vorgesehen id? zur Bildung wenigstens einer IJadungsspeicher-Q-Zelle in dem Medium s die "beim Auftreten eines Jaden Signalimpulses ein vorbestimmtes Ladungspaket su ervermag, d&B eine zweite Elektrodenanordnung vorgesehen Bildung einer Mehrsahl νοΏ. η Ladunggspeicher-Schwellenin desi Mtdiin>: ven denen wenigstens ein© so angeord-These problems are solved according to the invention by a charge transfer biological counter of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that a quantizer with a first electrode arrangement is provided. to form at least one IJadungsspeicher-Q cell s ervermag in the medium, the "upon the occurrence of jades signal pulse a predetermined charge packet su, d B, a second electrode assembly is provided to form a Mehrsahl νοΏ η Ladunggspeicher-Schwellenin desi Mtdiin>:. ven which at least one © so arranged

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an ihrem Ausgang eine zweite Potentialbarriere aufweist, wobei die Fläche einer "jeden Schwellenwert zelle und die Höhe der zweiten Barriere derart aufeinander abgestimmt sind, daß Ladungsübertragungen über die zweite Barriere nur auftreten, wenn zwei der Ladungspakete in die Schwellenwertzelle übertragen werden, und daß eine Bückkopplungsvorrichtung, die auf Ladung anspricht, die über wenigstens die erste der zweiten Barrieren übertragen worden ist, vorgesehen ist zur Entfernung restlicher Ladung in wenigstens der ersten der Schwellenwertzellen·has a second potential barrier at its output, wherein the area of "each threshold value cell and the height of the second barrier are matched to one another in such a way that Charge transfers across the second barrier only occur when two of the charge packets are transferring into the threshold cell and that a feedback device responsive to charge passing through at least the first of the second barriers is provided to remove residual charge in at least the first of the Threshold cells

Die Erfindung macht einen Ladungsübertragungs-Binärzähler verfügbar, der die Anzahl (von O bis ^-I) von Ladungspaketen in einem speziellen Zeitintervall zu zählen vermag. Die Ladungspakete können beispielsweise von Signalimpulsen in einer PCM-(Pulscodemodulation-)Anlage erzeugt worden sein, und das Zeitintervall kann ein "Wort" oder einen Rahmen in der PCM-Terminologie bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt der Binärzähler ein Ladungsspeichermedium, in welchem wenigstens eine Ladungsspeicher-"Q-Zelle" gebildet ist, die jeden Signalimpuls in ein Paket der Ladung Q, zu quantisieren vermag· In. Reihe mit den Q-Zellen befinden sich η Ein-Bit-Schieberegister, die je - mit Ausnahme vielleicht des letzten - erste und zweite Ladungsspeicherzellen aufweisen, die in Reihe verbunden sind. Benachbarte Zellen des selben Schieberegisters sind voneinanderThe invention provides a charge transfer binary counter which can count the number (from 0 to ^ -I) of charge packets in a particular time interval. The charge packets can, for example, have been generated by signal pulses in a PCM (pulse code modulation) system, and the time interval can form a "word" or a frame in PCM terminology. In one embodiment, the binary counter comprises a charge storage medium in which at least one charge storage "Q cell" is formed which is capable of quantizing each signal pulse into a packet of charge Q i · In. Row with the Q cells are η one-bit shift registers, each - with the possible exception of the last - have first and second charge storage cells that are connected in series. Adjacent cells of the same shift register are from each other

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durch eine Schwellenwert-Potentialbarriere der Größe Ym getrennt, die lediglich eine teilweise Übertragung der Ladung über sie hinweg erlaubt. Andererseits sind benachbarte Zellen aufeinanderfolgender Schieberegister voneinander durch kleinere Potentialbarrieren der Größe V^ getrennt, die eine praktisch vollständige Ladungsübertragung über sie hinweg erlauben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist V,j, etwa gleich 1,5 Vn» wenn die Q-Zellen eine Fläche A haben und wenigstens die ersten Zellen eines Jeden Schieberegisters je eine Fläche 2A aufweisen. Benachbarte Zellen der Vorrichtung sind mit entgegengesetzten Phasen eines Zweiphasen-Taktgebers verbunden. Zwischen benachbarten Zellen desselben Schieberegisters ist eine Rückkopplungsstrecke gebildet, um Restladung aus der ersten Zelle zu entfernen, wenn immer Ladung über deren Schwellenwertbarriere übertragen worden ist. Am Ende des speziellen Zeitintervalls (beispielsweise eines Wortes oder eines Rahmens) ist jedoch ein quasi^beständiger Zustand erreicht, d..h., die Ladungsübertragung hört auf, bis eine Leseoperation durchgeführt ist oder das nächste Wort ankommt. Im quasi-beständigen Zustand entsprechen die in den ersten Zellen der Schieberegister befindlichen Ladungspakete dem binären Äquivalent der Anzahl der Signalimpulse in dem Wort.separated by a threshold potential barrier of size Ym, which only allows partial transfer of the charge across them. On the other hand are neighboring cells successive shift registers separated from each other by smaller potential barriers of size V ^, the one allow practically complete charge transfer across them. In a preferred embodiment, V, j is about equal to 1.5 Vn »if the Q cells have an area A and at least the first cells of each shift register each have an area 2A. Adjacent cells of the device are connected to opposite phases of a two-phase clock. Between neighboring cells of the same Shift register is formed to provide a feedback path Remove residual charge from the first cell whenever charge has been transferred above its threshold barrier. At the end of the special time interval (e.g. of a word or a frame), however, there is a quasi-permanent one State reached, i.e. the charge transfer stops until a read operation is performed or the next word arrives. In the quasi-steady state, the charge packets in the first cells correspond to the shift register the binary equivalent of the number of signal pulses in the word.

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

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Fig· 1 eine Draufsicht auf einen Binärzähler entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;Figure 1 is a top plan view of a binary counter accordingly an embodiment of the invention;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Binärzähler der Figur 1, in welcher die Elektroden zur Vereinfachung weggelassen und eine Barrierengitterkonfiguration mittels durchgehender Linien dargestellt ist;FIG. 2 is a schematic plan view of the binary counter of FIG Figure 1, in which the electrodes for simplicity is omitted and a barrier grid configuration is shown in solid lines;

Fig. 3 schematisch den Quantisierer und das erste Schieberegister der Figur 2; und3 schematically shows the quantizer and the first shift register of Figure 2; and

Fig. 4- "bis 8 das Oberflächenpotential der verschiedenen Zellen der Figur 3 zu verschiedenen Zeiten während des Taktzyklus. Zur Vereinfachung wurde angenommen, daß der Spannungsabfall über der isolierenden Schicht (Oxid) des Speichermediums vernachlässigbar ist, so daß das/die Oberflächenpotential/e näherungsweise gleich der angelegten Spannung ist/sind.Fig. 4 ″ to 8 show the surface potential of the various cells of Figure 3 at different times during the clock cycle. For the sake of simplicity, it has been assumed that the Voltage drop across the insulating layer (oxide) of the storage medium is negligible, so that the / the Surface potential (s) approximately equal to that applied Tension is / are.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Binärzähler entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der Zähler 10 umfaßt ein Speichermedium 10.1, bei welchem es sich beispielsweise um ein p"*-leitendes Halbleitersubstrat wie Silicium handelt, auf welchem eine (rieht dargestellte) isolierende Schicht gebildet ist, die typischerweise aus thermisch gezüchtetem SiliciumdioxidFig. 1 shows a plan view of a binary counter according to an embodiment of the invention. The counter 10 includes a storage medium 10.1, which is, for example, a p "* -conducting semiconductor substrate such as silicon which an insulating layer (shown) is formed, typically of thermally grown silicon dioxide

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besteht. In dem Substrat befinden sich mehrere rechteckige Ladungsspeicherzellen, deren Grenzen durch gestrichelte und Punkt-Strich-Liriien gekennzeichnet sind. Diese Barrierengitter genannten Grenzen werden in dem Substrat beispielsweise durch Ionenimplantation oder Diffusion von Streifen unbeweglicher Ladung (d.h. Störstellenzentren) in der in der US-PS 3 789 267 angegebenen Art erzeugt.consists. There are several rectangular charge storage cells in the substrate, their boundaries by dashed and dot-dash lines Marked are. These boundaries, called barrier grids, are established in the substrate, for example, by ion implantation or diffusion of streaks of immobile charge (i.e., impurity centers) in that disclosed in U.S. Patent No. 3,789,267 Kind generated.

Das Barrierengitter setzt sich aus Ladungsstreifen mit drei verschiedenen Potentialhöhen zusammen:The barrier grid is made up of charge strips with three different ones Potential heights together:

1) Kanalstopperbarrieren (gestrichelte Linien), die so ausgelegt sind, daß sie einen Ladungstransport über sie hinweg verhindern. Wie in der US-PS 3 728 161 beschrieben, ist, besteht der Zweck der Kanalstopperbarrieren darin, eine unbeabsichtigte Inversion der Oberfläche des IC-(integrierte Schaltung) HaIbleiterplättchens aufgrund kapazitiver Kopplung zwischen Metallisierung und/oder Feldoxid im Halbleitersubstrat auszuschalten. Väre eine solche Kopplung genügend stark, um die Halbleiteroberfläche zu invertieren, könnte Strom zwischen benachbarten Vorrichtungen in Form von Leckstrom fließen oder sogar Elemente einer einzigen Vorrichtung kurzschließen.1) Channel stop barriers (dashed lines) designed to prevent charge transfer across them. As described in U.S. Patent No. 3,728,161, the purpose of the channel stopper barriers is to prevent unintentional Inversion of the surface of the IC (integrated circuit) semiconductor chip to be switched off due to capacitive coupling between metallization and / or field oxide in the semiconductor substrate. If such a coupling were strong enough to invert the semiconductor surface, current could flow between neighboring devices flow in the form of leakage current or even short-circuit elements of a single device.

2) Übertragungsbarrieren (Punkt-Strich-Linien), mit einer für ein n-Kanal-Bauelement typischen Höhe, d.h., das Anlegen der2) Barriers to transmission (dot-dash lines), with one for typical height of an n-channel device, i.e. the application of the

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meist positiven Takt spannung an die Barrierenzone sollte eine vollständige Ladungsübertragung erlauben. Jede Übertragungsbarriere ist hinsichtlich der Mitte der darüberliegenden Elektrode asymmetrisch angeordnet, um einen Ladungsfluß in voraussagbarer Richtung- zu bewirken. Undusually positive clock voltage should be applied to the barrier zone allow full charge transfer. Any transmission barrier is arranged asymmetrically with respect to the center of the overlying electrode, about a flow of charge to effect in a predictable direction. and

3) Schwellenwertbarrieren (doppelte Punkt-Strich-Linien), die eine solche Höhe haben, daß Ladung über sie hinweg nur übertragen wird, wenn zwei Ladungspakete in die vorausgehende Zelle übertragen worden sind.3) threshold barriers (double dot-dash lines) that have such a height that charge is only transferred across them if two charge packets are in the preceding one Cell have been transferred.

Außerdem sind die Grenzen von Diffusionszonen für Dioden, IGlEG?'s und dergleichen durch gepunktete Linien dargestellt. In addition, the boundaries of diffusion zones for diodes, IGIGs and the like are shown by dotted lines.

Die drei Arten von Potentialbarrieren in dem Gitter definieren einen Quantisierer 12 und drei (n = 3) Ein-Bit-Schieberegister 14·, 16 und 18, welche die Anzahl der Ladungspakete in einem speziellen Zeitintervall bis maximal 2^-I = 7 zu zählen vermögen. In binärer Schreibweise entsprechen die Ausgänge derThe three types of potential barriers in the grid define a quantizer 12 and three (n = 3) one-bit shift registers 14 ·, 16 and 18, which are able to count the number of charge packets in a special time interval up to a maximum of 2 ^ -I = 7. In binary notation, the outputs correspond to

Schieberegister 14, 16 und 1§ den Potenzen von zwei wie folgt: 2°, 2Λ bzw. 22.Shift registers 14, 16 and 1§ have the powers of two as follows: 2 °, 2 Λ and 2 2, respectively.

Der Quantisierer 12 weist wenigstens eine Ladungsspeicherzelle (im folgenden eine "Q-Zelle" genannt) der Fläche A mit einer ladungstragenden Kapazität Q auf. Somit erzeugt jeder zu zählendeThe quantizer 12 has at least one charge storage cell (hereinafter referred to as a "Q cell") of the area A with a charge-carrying capacity Q on. Thus everyone generates to be counted

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Signalimpuls eine Ladungsmenge Q in der Q-Zelle. Aus später zu erläuternden Gründen umfaßt der Quantisierer der Figur 1 eine erste und eine zweite Q-Zelle 12,1 und 12.2, die je eine Fläche A haben und zueinander in Reihe angeordnet sind. Übertragungs-"barrieren sind bei 12.4 zwischen der ersten und der zweiten Q-Zelle 12.1 bzw. 12.2 und bei 12.5 zwischen der zweiten Q-Zelle 12.2 und dem ersten Schieberegister 14- angeordnet. Eine Übertragungsbarriere kann auch bei 12.3 angeordnet werden, wenn die Eingangsvorrichtung 11 eine Ladungsspeicherzelle einer vorausgehenden CCD-Vorrichtung ist. Wenn es sich bei der Eingangsvorrichtung 11 jedoch, wie dargestellt, um eine Diode handelt, dann, kennzeichnet die Grenzfläche bei 12.3 einen Rand einer n+-Diffusionszone. Andererseits sind Kanalstopperbarrieren bei 12.7 und 12.8 angeordnet. Zusätzlich liegt ein Paar Elektroden 12.9 und 12.10 über der ersten und der zweiten Q-Zelle 12.1 bzw. 12.2, und diese Elektroden sind mit entgegengesetzten Phasen eines Zweiphasen-Taktgebers 100 verbunden. Signal pulse an amount of charge Q in the Q-cell. For reasons to be explained later, the quantizer of FIG. 1 comprises a first and a second Q-cell 12, 1 and 12.2, which each have an area A and are arranged in series with one another. Transmission "barriers are arranged at 12.4 between the first and second Q-cells 12.1 or 12.2 and at 12.5 between the second Q-cell 12.2 and the first shift register 14-. A transmission barrier can also be arranged at 12.3 if the input device 11 is a charge storage cell of a preceding CCD device. However, if the input device 11 is a diode as shown, then the interface at 12.3 indicates an edge of an n + diffusion zone. On the other hand, channel stop barriers are located at 12.7 and 12.8 In addition, a pair of electrodes 12.9 and 12.10 overlies the first and second Q-cells 12.1 and 12.2, respectively, and these electrodes are connected to opposite phases of a two-phase clock 100.

In gleicher Weise weist das erste Schieberegister 14 erste und zweite Ladungsspeicherzellen 14,1 und 14.2 auf, die in Reihe zueinander angeordnet sind. Die vorher erwähnte Übertragungsbarriere 12.5 ist zwischen der ersten Zelle 14.1 des Schieberegisters 14 und der zweiten Q-Zelle 12.2 des Quantisierers angeordnet. Eine Schwellenwertbarriere ist bei 14.3 zwischenIn the same way, the first shift register 14 has first and second charge storage cells 14.1 and 14.2, which are arranged in series with one another. The aforementioned transfer barrier 12.5 is between the first cell 14.1 of the shift register 14 and the second Q-cell 12.2 of the quantizer. A threshold barrier is at 14.3 between

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den ersten und zweiten Zellen 14.1 und 14.2 angeordnet. Über den Zellen 14.1 und 14.2 liegt ein Paar Elektroden 14.7 "bzw. 14.8, die mit entgegengesetzten Phasen des Taktgebers 100 verbunden sind.the first and second cells 14.1 and 14.2 arranged. A pair of electrodes 14.7 "and 14.7" are located above cells 14.1 and 14.2. 14.8 connected to opposite phases of clock 100.

Wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird, ist, um restliche Ladung aus der ersten Zelle 14.1 zu entfernen, nachdem Ladung über die Schwe llenwertbarriere 14. J übertragen worden ist, ein Rückkopplungsweg zwischen der ersten und der zweiten Zelle 14.1 und 14.2 errichtet. Beispielsweise umfaßt dieser Weg einen nach üblicherweise mit seiner Source geerdeten IGEET 17» dessen Gateelektrode 17.1 sich in Kontakt mit einer n+-Diffusionsgatezone 14.6 befindet, welche durch die Elektrode 14.8 teilweise überlappt wird. Die Drainelektrode 17·2 betätigt ein mit der ersten Zelle 14.1 gekoppeltes Ausräumgatter 15.As will be described in more detail below, in order to remove residual charge from the first cell 14.1 after charge has been transferred across the threshold barrier 14.J, a feedback path is established between the first and second cells 14.1 and 14.2. For example, this path comprises an IGEET 17 »which is usually grounded with its source and whose gate electrode 17.1 is in contact with an n + diffusion gate zone 14.6 which is partially overlapped by the electrode 14.8. The drain electrode 17 * 2 actuates a clearing gate 15 coupled to the first cell 14.1.

Das Ausräumgatter 15 weist eine an die erste Zelle 14.1 angrenzende Ladungsspeicherzelle 15-1 auf und umfaßt eine Übertragungsbarriere 14.5 an der Grenzfläche zwischen beiden. Eine Elektrode 15-3 liegt über der Zelle 15-1 und ist mit der Drain 17.2 des IGlET 17 verbunden. In die zweite Zelle 14.2 des ersten Schieberegisters 14 übertragene Ladung bewirkt, daß über den IGiET 17 eine Spannung an die Ausräumgatterelektrode 15-3 gelegt wird, und bewirkt so, daß Restladung aus der ersten Zelle 14.1 in die Ausräumgatterzelle 15.1 entleert wird. Um die Rest-The evacuation gate 15 has an adjacent to the first cell 14.1 Charge storage cell 15-1 and includes a transfer barrier 14.5 at the interface between the two. An electrode 15-3 overlies cell 15-1 and is connected to the drain 17.2 of the IGlET 17. Charge transferred into the second cell 14.2 of the first shift register 14 causes over the IGiET 17 applies a voltage to the clearing gate electrode 15-3 is placed, and thus has the effect that residual charge is emptied from the first cell 14.1 in the Ausräumgatterzelle 15.1. To the rest

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ladung aus dem Ausräumgat.ter zu entfernen, wird eine IGFET-Dipde 25 verwendet, wie weiter unten beschrieben werden wird.To remove charge from the Ausräumgat.ter becomes an IGFET-Dipde 25 is used as will be described below.

Zusätzlich ist eine Gateelektrode 19.1 eines Ladungsfühler- XGFET mit der η -Diffusionszone 1fj«2 verbunden, die sich unter der Elektrode 15.3 erstreckt. Die Drain des IGEET 19 ist mit einer Last verbunden, die schematisch durch Widerstand 20 gekennzeichnet ist. Die Spannung am Ausgangsanschluß 20.1 entspricht, wenn sie zu einem vorgeschriebenen Zeitpunkt wie dem Ende eines Wortes gelesen wird, der ersten Ziffer einer dreiziffrigen Binärzahl. D.h., das Vorhandensein einer Spannung am Anschluß 20.1 entspricht einer binären Ziffer 2 .In addition, a gate electrode of a 19.1 L adungsfühler- XGFET is connected to the diffusion region 1fj η "2 extending below the electrode 15.3. The drain of IGEET 19 is connected to a load, indicated schematically by resistor 20. The voltage at the output terminal 20.1 corresponds, if it is read at a prescribed point in time such as the end of a word, to the first digit of a three-digit binary number. In other words, the presence of a voltage at connection 20.1 corresponds to a binary number 2.

Um Kürze zu bewahren, wird keine ausführliche Beschreibung des zweiten und dritten Schieberegisters 16 und 18 und deren entsprechenden Rückkopplungswegen gegeben. Es versteht sich, daß der Aufbau dieser Komponenten wie auch die Schaltkreisverbindungen mit einer Ausnahme mit der im Hinblick auf das erste Schieberegister 14 beschriebenen identisch sind. Die Ausnahme besteht darin, daß das dritte Schieberegister, und allgemein das n-te Schieberegister, keine zweite Zelle zu umfassen brauchen, da ja keine Ladung über die letzte Schwellenwertbarriere übertragen werden kann, wenn die maximale Anzahl der Signalimpulse in jedem gegebenen Wort 2n-1 ist. Dem entsprechend braucht das n-te Schieberegister auch keinen Rückkopplungsweg der beschriebFor brevity, no detailed description of the second and third shift registers 16 and 18 and their respective feedback paths will be given. It will be understood that the construction of these components as well as the circuit connections are identical to that described with regard to the first shift register 14 with one exception. The exception is that the third shift register, and generally the nth shift register, need not include a second cell, since no charge can be transferred across the last threshold value barrier if the maximum number of signal pulses in any given word is 2 n - 1 is. Accordingly, the nth shift register does not need a feedback path as described

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benen Art aufzuweisen.kind.

Wie "bereits erwähnt, stellt im quasi "beständigen Zustand, wie am. Ende eines Wortes, die in der ersten Zelle eines jeden Schieberegisters "befindliche Ladung das binäre Äquivalent der AnzahlImpulse in dem Wort dar. Um den gewünschten Zählstand zu erhalten, ist eine Lesesteuerung 110 mit jedem Ausräumgatter verbunden. Die Lesesteuerung 110 ist zur Vereinfachung als ein einziges IGIET-Bauelement 111 dargestellt, das mittels einer Sammelleitung mit jedem der Ausräumgatter verbunden ist. Die Sammelleitung repräsentiert getrennte Leitungen von der Lesesteuerung 110 zu jedem der Ausräumgatter, und in der Praxis können mehr als ein IGi1EO? 111 verwendet werden,beispielsweise ein IGEET für jedes Ausräumgatter, und zwar mit individueller Verbindung zu diesem Punkt. Ein Taktzyklenzähler 120 dst mit dem Taktgeber 100 verbunden und aktiviert nach, einer vorbestimmten Anzahl Taktzyklen die Lesesteuerung 100. Letztere gibt eine geeignete Spannung auf die Ausräumgatterelektroden, welche bewirkt, daß eventuell vorhandene Ladung aus den ersten Zellen der Schieberegister in die Ausräumgatterzellen übertragen wird. Daraufhin erscheinen an den Drainanschlüssen der IGEET's 19, 21 und 23 (d.h.. an den Ausgangsanschlüssen 20.1, 30.1 und 40.1) Spannungen, und zwar abhängig davon, welche der ersten Zellenladung enthielten.. Sourceanschlüsse von IGPET-Dioden 25, 27 und 29 sind .mit denAs "already mentioned, in the quasi" steady state, as at the end of a word, the charge in the first cell of each shift register "represents the binary equivalent of the number of pulses in the word. A read control is used to obtain the desired count The read controller 110 is shown for simplicity as a single IGIET device 111 connected by a manifold to each of the purge gates. The manifold represents separate lines from the read controller 110 to each of the purge gates, and in practice More than one IGi 1 EO? 111 can be used, for example an IGEET for each clearing gate, with an individual connection to this point. A clock cycle counter 120 dst connected to the clock generator 100 and activates the read control 100 after a predetermined number of clock cycles gives a suitable voltage to the discharge gate electrodes, which causes that possibly existing charge from the first cells of the shift register is transferred into the evacuation gate cells. As a result, voltages appear at the drain connections of the IGEETs 19 , 21 and 23 (ie. At the output connections 20.1, 30.1 and 40.1), depending on which of the first cell charges contained. with the

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Diffusionszonen verbunden, welche an die Ausräumgatterzellen des ersten, zweiten bzw. dritten Schieberegisters angrenzen, um einen Weg zu schaffen, über welchen die Ladung in den Ausräumgatterzellen zum Substrat (Erde) fließen kann. In üblicher Weise sind Gate und Drain einer jeden IGEET-Diode miteinander kurzgeschlossen und mit einer Vorspannungsquelle 130 verbunden. Somit löscht das Lesen des Vorhandenseins von Ladung in der ersten Zelle eines jeden Schieberegisters diese Zellen auch und macht sie für die nächste Zähloperation bereit (beispielsweise die Ankunft des nächsten Wortes). Die Lese- und Lösch-Operationen sind weiter unten ausführlicher beschrieben. Connected to diffusion zones which adjoin the evacuation gate cells of the first, second and third shift register, to create a path through which the charge in the evacuation gate cells can flow to the substrate (earth). In Usually the gate and drain of every IGEET diode are shorted together and connected to a bias voltage source 130. Thus, reading clears the presence of In the first cell of each shift register, load these cells too and make them ready for the next counting operation (e.g. the arrival of the next word). The read and erase operations are described in more detail below.

Nimmt man an, daß die Dauer eines Taktzyklus gleich dem zeitlichen Abstand benachbarter Impulspositionen ist, tritt die unter der Steuerung des Zählers 120 und der Lesesteuerung 110 durchgeführte Leseoperation nach einer ganzen Zahl von Taktzyklen auf, wenn eine gerade Anzahl von Q-Zellen im Quantisierer 12 verwendet wird, sie tritt jedoch nach einer ganzen Zahl von Halbzyklen auf, wenn eine ungerade Anzahl Q-Zellen verwendet wird. Die genaue Anzahl Taktzyklen, nach welchen je eine Leseoperation durchgeführt ist, hängt ab von Entwurfsbetrachtungen, wie der maximalen Anzahl Impulse in einem Wort, welche ihrerseits die Anzahl η von Schieberegistern bestimmt, die im Zähler benötigt werden. Auf jeden Pail entsprechen jedoch die Ausgange 20.1 ,Assume that the duration of a clock cycle is equal to the time Distance between adjacent pulse positions occurs under the control of counter 120 and read control 110 read operation performed after an integer number of clock cycles when an even number of Q cells in the quantizer 12 is used, but occurs after an integer number of half cycles when using an odd number of Q cells will. The exact number of clock cycles after which a read operation is performed depends on design considerations, like the maximum number of pulses in a word, which in turn determines the number η of shift registers required in the counter will. However, the outputs 20.1 correspond to each pail,

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30.1 und 40.1 in "binärer Darstellung Potenzen von zwei wie30.1 and 40.1 in "binary representation powers of two like

0 Ί 20 Ί 2

folgt: 2,2 "bzw. 2 . Wenn Ausgangsspannungen an den Anschlüssen 20.1 und 30.1, nicht aber am Anschluß 40.1 vorliegen, entspricht dies folglich der Binärzahl 110, die einer dezimalen 3 gleich ist, d.h., das festgestellte Wort hatte drei Impulse.follows: 2.2 "or 2. If output voltages at the connections 20.1 and 30.1, but not present at the connection 40.1, this consequently corresponds to the binary number 110, which is a decimal 3 is the same, i.e. the detected word had three impulses.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun mit Bezugnahme auf die schematische Darstellung in den Figuren 2 und 3 "beschrieben. Für eine klare Darstellung wurden die Elektroden weggelassen, und das Barrierengitter ist mittels durchgehender Linien dargestellt. Entsprechende Komponenten haben in den Figuren 1 und 2 identische Bezugsziffern erhalten. Wenn auch die Taktvorrichtung nicht dargestellt ist, so versteht es sich, daß "benachbarte Zellen eines jeden Schieberegisters wie in Fig. 1 mit entgegengesetzten Taktphasen verbunden sind. Man beachte, daß das letzte Schieberegister 18' lediglich eine erste Zelle 18.1 aufweist. Eine zweite Zelle oder ein Rückkopplungsweg ist, wie bereits erläutert^nicht erforderlich. Außerdem wird das Verständnis der erfindungsgemäßen Arbeitsweise erleichtert, wenn man eine bevorzugte Ausführungsform annimmt, bei welcher die Q-Zellen des Quantisierers je eine Fläche A und die Zellen der Schieberegister eine Fläche 2A aufweisen, die Schwellenwertbarrieren Vg-, näherungsweise 1.5 Vg und der Spannungsausschlag der Takt spannung, etwa Vg ist (Fig. 3)·The operation of the device according to the invention will now be described with reference to the schematic representation in the figures 2 and 3 ". For clarity of illustration, the electrodes have been omitted and the barrier grid is by means of shown in solid lines. Corresponding components have been given identical reference numbers in FIGS. 1 and 2. Although the clock device is not shown, it should be understood that "adjacent cells of each shift register are connected to opposite clock phases as in Fig. 1. Note that the last shift register 18 ' has only a first cell 18.1. As already explained, a second cell or a feedback path is not required. In addition, the understanding of the method of operation according to the invention is facilitated if one assumes a preferred embodiment in which the Q cells of the quantizer each have one Area A and the cells of the shift registers have an area 2A, the threshold value barriers Vg-, approximately 1.5 Vg and the voltage swing of the clock voltage, about Vg (Fig. 3)

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Es sei angenommen, daß das Eingangssignal ein PCM-Wort ist mit einem Maximum von sieben Impulszeitlagen, von denen drei Signalimpulse enthalten. Während Phase 1 des Taktzyklus wird der erste Signalimpuls auf den Quantisierer 12 gegeben, der ein Ladungspaket Q in der ersten Q-Zelle erzeugt. Mittels Zweiphasen-Taktgabe wird das Paket.Q über.die Übertragungsbarriere 12.4 in die zweite Q-Zelle und dann über die Übertragungsbarriere 12.5 in die erste Zelle 14.1 des ersten Schieberegisters 14 übertragen. Dieses erste Paket wird vorübergehend durch die Schwellenwertbarriere 14.3 an einer weiteren Übertragung gehindert; d.h., wegen der größeren Fläche (2A) der Zelle 14.1 füllt die Ladung Q die Zelle nur halb» Spezieller ausgedrückt heißt dies, eine Ladungsmenge Q in einer Zelle mit einer Fläche A verringert deren Oberflächenpotential um einen Betrag, der gleich Vg ist, während die selbe Ladungsmenge Q in einer Zelle mit uer Fläche 2A das Oberflächenpotential lediglich um 0,5 Vg verringert. Folglich wird während Phase 2, wenn die Schwellenwertbarriere von 1.5 Vß auf 0,5 v-n reduziert ist, was gleich dem Oberflächenpotential der Zelle 14.1 ist, keine Ladung in die Zelle 14.2 übertragen (Fig. 5).It is assumed that the input signal is a PCM word with a maximum of seven pulse time slots, three of which contain signal pulses. During phase 1 of the clock cycle, the first signal pulse is applied to the quantizer 12, which generates a charge packet Q in the first Q cell. The packet.Q is transmitted via the transmission barrier 12.4 into the second Q cell and then via the transmission barrier 12.5 into the first cell 14.1 of the first shift register 14 by means of two-phase clocking. This first packet is temporarily prevented from further transmission by the threshold value barrier 14.3; that is, because of the larger area (2A) of cell 14.1, the charge Q only half fills the cell. More specifically, an amount of charge Q in a cell with an area A reduces its surface potential by an amount equal to Vg, while the the same amount of charge Q in a cell with outer area 2A only reduces the surface potential by 0.5 Vg. Consequently, during phase 2, when the threshold value barrier is reduced from 1.5 V β to 0.5 V -n, which is equal to the surface potential of cell 14.1, no charge is transferred into cell 14.2 (FIG. 5).

Danach wird der zweite Signalimpuls auf den Quantisierer 12 gegeben, welcher ein weiteres Paket mit der Ladung Q in der ersten Q-Zelle erzeugt. Mittels Zweiphasentaktgäbe wird diesesThen the second signal pulse is given to the quantizer 12, which another packet with the charge Q in the first Q-cell generated. This is achieved by means of two-phase clocks

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zweite Iadungspaket Q gleieheaaaaBen liber die zweite Q-Zelle in die erste Zelle 14,1 übertragen, wo, wie man sich erinnern möge, das erste Paket mit der ladung Q, wartet, Es befindet sich nun eine ladung der Henge ZQ, in der ersten Zelle 14,1, Diese Ladung verringert das Oberflächenpotential der ersten Zelle 14-, 1 um etwa Y-g (!"ig. 6}. Venn wahrend Phase 2 des Taktzyklus das Gberflächenpotential Tauter der zweiten Zelle 14,2 des ersten Schieberegisters um den Betrag Tig idem Taktspannungsausschlag oder der Veränderung durch die Taktspannung) erhöht wird, wird die effektive Schwellenwertbarriere folglich von 1,5 Tg auf 0.5 Vg reduziert, Da das Oberflächenpotential in der ersten Zelle 14,1 um 0,4 Y-d kleiner als die reduzierte Schwellenwertbarriere ist, geht die Hälfte der !Ladung 2£J (d,h, Q) in die zweite Zelle 14.2 (Fig, 7) und nachfolgend in die Zelle 16.1 (I1Ig. 8) über. Deshalb erhält die zweite Zelle 14.2 ladung nur nach der Übertragung zweier Iadungspakete in die erste Zelle 14.1,The second charge packet Q is similarly transferred via the second Q cell to the first cell 14.1, where, as you may remember, the first packet with the charge Q is waiting, there is now a charge of the Henge ZQ in the first Cell 14.1, This charge reduces the surface potential of the first cell 14-, 1 by about Yg (! "Fig. 6}. If during phase 2 of the clock cycle the surface potential tauter of the second cell 14.2 of the first shift register by the amount Tig If the clock voltage excursion or the change caused by the clock voltage) is increased, the effective threshold value barrier is consequently reduced from 1.5 Tg to 0.5 Vg, since the surface potential in the first cell 14.1 is 0.4 Yd less than the reduced threshold value barrier half of the! charge 2 £ J (d, h, Q) is transferred to the second cell 14.2 (Fig. 7) and then into cell 16.1 (I 1 Ig. 8) .Therefore, the second cell 14.2 receives charge only after the Transfer of two charge packets to the first cell 1 4.1,

Venn dieser Vorgang abgeschlossen ist, ist die erste Zelle 14,1 des ersten Schieberegisters 14 noch halb voll, d.h., sie enthält eine ladungsmenge Q (Pig. 8)· Diese überschüssige ladung wird abgeleitet, bevor der nächste Impuls an der ersten Zelle 14.1 ankommt, und zwar mittels eiaies Hitskkopplungsweges, der das Ausräumgatter 15 "und den IGHED-Inverter 17 (Pig- 2} umfaßt. Kurz ausgedrückt befindet sich der ISlESI-lnverter 17 durch dasWhen this process is complete, the first cell 14.1 of the first shift register 14 is still half full, i.e. it contains an amount of charge Q (Pig. 8) · This excess charge becomes derived before the next pulse arrives at the first cell 14.1, by means of a Hitskkopplungsweges, the Ausräumgatter 15 "and the IGHED inverter 17 (Pig-2} includes. In short, the ISISI inverter 17 is through the

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Vorhandensein von Ladung in der zweiten Zelle 14.2 in offener Schaltung. Die resultierende Erhöhung seiner Drainspannung öffnet das Ausräumgatter 15· Überschüssige Ladurig in den ersten Zellen der anderen Schieberegister, mit Ausnahme des letzten Schieberegisters 18', wird in gleicher Weise ausgeräumt oder gelöscht.Presence of charge in the second cell 14.2 in an open circuit. The resulting increase in its drain voltage opens the discharge gate 15 · Excess Ladurig in the first Cells of the other shift registers, with the exception of the last shift register 18 ', are cleared out in the same way or turned off.

Während des nächsten halben Taktzyklus wird das Ladungspaket Q in der zweiten Zelle 14.2 in die erste Zelle 16.1 des zweiten Schieberegisters übertragen, wo es auf die Ankunft eines weiteren Ladungspakets wartet. Dieser ZählVorgang wird fortgesetzt, so lange durch den Quantisierer in Abhängigkeit von angelegten Signalimpulsen des PCM-Wortes nachfolgende Ladungspakete erzeugt werden. Somit wird ein drittes Ladungspaket längs der Vorrichtung in derselben Weise wie das erste und das zweite Ladungspaket transportiert, bis es die erste Zelle 14.1 erreicht, wo es aufgrund der Schwellenwertbarriere 14.3 auf das Eintreffen des nächsten Ladungspaketes wartet, falls ein solches vorhanden ist. Da angenommen worden ist, daß das Wort lediglich drei Signalimpulse enthält, ist ein quasi-beständiger Zustand erreicht (d.h., es tritt kein weiterer Ladungstransport auf). Am Wortende, das durch Zählen der Taktzyklen festgestellt werden kann (nämlich durch Zähler 120, Pig. 1), aktiviert die Lesesteuerung alle Ausräumgatter, so daß an den Ausgangsanschlüssen 20.1 und 30.1During the next half clock cycle, the charge packet will Q in the second cell 14.2 is transferred to the first cell 16.1 of the second shift register, where it responds to the arrival of a another charge package is waiting. This counting process is continued as long as subsequent charge packets are generated by the quantizer as a function of the applied signal pulses of the PCM word. This creates a third charge package transported along the device in the same way as the first and second charge packets until it reaches the first Reached cell 14.1, where it waits for the arrival of the next charge packet due to the threshold value barrier 14.3, if there is one. Since it has been assumed that the word contains only three signal pulses, there is a quasi-permanent state reached (i.e. no further charge transport occurs). At the end of the word, that by counting the clock cycles can be determined (namely by counter 120, Pig. 1), the read control activates all clearing gates, so that at the output connections 20.1 and 30.1

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Spannungen erscheinen, nicht jedoch am Anschluß 40.1. Somit ist das binäre Ausgangssignal 110, was gleich der dezimalen Drei ist, der Anzahl der Impulse im PCM-Wort. Nachdem die Leseoperation durchgeführt ist, wird die erste Zelle eines jeden Schieberegisters ausgeräumt oder gelöscht, so daß der Zähler zum Zählen der Anzahl Impulse im nächstankommenden Wort in der Lage ist.Voltages appear, but not at connection 40.1. So is the binary output signal 110, which is equal to the decimal three, the number of pulses in the PCM word. After the read operation is performed, the first cell of each shift register is cleared or cleared, so that the counter is used to count the number of pulses in the next word.

In gleicher Weise kann jede Anzahl Ladungspakete von 0 bis 7 in einem gegebenen Wort mit Hilfe der Anordnung der Pig. 2 gezählt werden. Generell kann eine größere Anzahl von Ladungspaketen bis maximal 2n-1 gezählt werden, und zwar durch Verwendung einer Vielzahl η Schieberegister der beschriebenen Art.In the same way, any number of charge packets from 0 to 7 in a given word can be created using the arrangement of the Pig. 2 are counted. In general, a larger number of charge packets up to a maximum of 2 n -1 can be counted by using a large number of η shift registers of the type described.

Die Lese- und Lösch-Operationen sind im folgenden ausführlicher beschrieben. Die Lesesteuerung 110 umfaßt einen IGPET 111, dessen Drain mit einer Quelle 130 einer Spannung Vg, dessen Source getrennt mit jeder Ausräumgatterelektrode und dessen Gate mit dem Taktzykluszähler 120 verbunden ist. In der Praxis kann der IGPET 111 auf demselben Plättchen wie der Binärzähler hergestellt werden, und kann, wie bereits angegeben, mehrere IGPETS umfassen. In Abhängigkeit davon, ob eine Lösch- oder eine Lesefunktion durchzuführen ist, gibt der Taktzyklenzähler 120 eine von zwei Spannungen Vg = V oder V^ = Vg > V auf das Gatter des IGPET 111. Zum Löschen ist VR = V&, so daß der Leitwert desThe read and erase operations are described in more detail below. The read controller 110 includes an IGPET 111, the drain of which is connected to a source 130 of a voltage Vg, the source of which is connected separately to each evacuation gate electrode and the gate of which is connected to the clock cycle counter 120. In practice, the IGPET 111 can be fabricated on the same die as the binary counter and, as indicated earlier, can comprise multiple IGPETS. Depending on whether an erase or a read function is to be performed, the clock cycle counter 120 outputs one of two voltages Vg = V or V ^ = Vg> V to the gate of the IGPET 111. For erasing, V R = V & , so that the conductance of the

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IGFET 111 einen Vert g^ = .g ^X gj hat, wobei g^- der Leitwert beispielsweise des IGPET 17 ist, wenn keine Ladung in der Zelle 14.2 vorhanden ist. Demzufolge ist das Potential am Ausräumgatter 15 etwa Null und es tritt kein Löschen auf. Wenn jedoch eine Ladungsmenge Q über die Schwellenwertbarriere 14.3 in die Zelle 14.2 übertragen worden ist, wird der IGPET 17 ausgeschaltet und das Potential am Ausräumgatter 15 ist näherungsweise Vg, so daß ein Löschen der Zelle 14»1 durchgeführt wird. Beim Lesen dagegen ist im quasi-beständigen Zustand keine Ladung in der Zelle 14.1 vorhanden, so daß IGFET 17 leitet und einen Leitwert gj aufweist. Zum Lesen stellt der Taktzyklenzähler 120 Va ein* s0 daß der Lei'twer"t; des IGFET 111 nun einenIGFET 111 has a Vert g ^ = .g ^ X gj, where g ^ - is the conductance of the IGPET 17, for example, when there is no charge in the cell 14.2. As a result, the potential at the evacuation gate 15 is approximately zero and no erasure occurs. If, however, an amount of charge Q has been transferred into cell 14.2 via threshold value barrier 14.3, IGPET 17 is switched off and the potential at clearing gate 15 is approximately Vg, so that cell 14 »1 is erased. When reading, on the other hand, there is no charge in cell 14.1 in the quasi-steady state, so that IGFET 17 conducts and has a conductance gj. For reading, the clock cycle counter 120 V a * s0 that the line value of the IGFE T 111 is now one

Wert gg = g^ yy gj hat. Folglich ist das Potential am Ausräumgatter 15 näherungsweise Vg, und in der Zelle 14.1 befindliche Ladung fließt durch den Kanal unter dem Ausräumgatter zum Gate des IGFET 19, der am Ausgangsanschluß 20.1 ein Signal erzeugt. Auf gleiche Weise werden die ersten Zellen der anderen Schieberegister gelöscht und ausgelesen.Has value gg = g ^ yy gj. As a result, the potential at evacuation gate 15 is approximately Vg, and charge in cell 14.1 flows through the channel under the evacuation gate to the gate of IGFET 19, which generates a signal at output terminal 20.1. The first cells of the other shift registers are erased and read out in the same way.

Wenn auch daraufhingewiesen worden ist, daß das letzte Schieberegister nicht eine "zweite Zelle" oder einen Rückkopplungsweg aufzuweisen braucht, so soll doch bemerkt werden, daß in manchen Fällen, in welchen die Impulszählung genügend hoch ist, eine Ladung 2Q die letzte Zelle erreicht und Q über die letzte Schwellenwertbarriere übertragen wird. So kann es wünschenswert sein,Even if it was pointed out that the last shift register need not have a "second cell" or feedback path, it should be noted that in some Cases where the pulse count is high enough, a charge 2Q reaches the last cell and Q over the last threshold barrier is transmitted. So it can be desirable

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diese übertragene Ladung dadurch abzuleiten, daß beispielsweise eine Diode an die letzte Zelle des letzten Schieberegisters angekoppelt wird.to dissipate this transferred charge in that, for example, a diode is coupled to the last cell of the last shift register will.

Um einen Weg von der Lesesteuerung 110 über die Elektrode des letzten Ausräumgatters (beispielsweise 45 in Fig. 2) zu Erde zu schaffen, wird zusätzlich ein IGJB1ET 112 vorgesehen, dessen Drain mit dieser Elektrode verbunden, dessen Source geerdet und dessen Gatter auf die Vorspannungsquelle (d.h. Vg) geführt ist. Somit ist IGFET 112 immer leitend, funktioniert aber bei der Erzeugung einer Verbindung zu Erde im wesentlichen in derselben Weise wie die Inverter 17 und 37·In order to create a path from the read control 110 via the electrode of the last clearing gate (for example 45 in FIG. 2) to ground, an IGJB 1 ET 112 is additionally provided, its drain connected to this electrode, its source grounded and its gate connected to the Bias source (ie Vg) is performed. Thus, IGFET 112 is always conductive, but functions in essentially the same way as inverters 17 and 37 in creating a connection to ground.

Wenn man den Erfindungsgegenstand von einem etwas anderen Standpunkt aus betrachtet, kann man ihn als einen solchen ansehen, der einen Quantisierer 12 und eine Mehrzahl von η Schwellenwertzellen (14.1, 16.1 und 18.1) aufweist, von denen jede eine Übertragungsbarriere (12.5, 14.4 und 16.4) an ihrem Eingang und eine Schwellenwertbarriere (14.3» 16.3 und 18.3) an ihrem Ausgang umfaßt. Eine EiickkopplungsvorrichtungiSpeicherzellen 14.2 und 16.2, IGFET-Inverter 17 und 37 und Ausräumgatter 15, 35 und 45) sprechen auf Ladung an, die über jede Schwellenwertbarriere übertragen worden ist, um Restladung in den Schwellenwertzellen zu entfernen.If you look at the subject matter from a slightly different point of view Considered from FIG. 1, it can be viewed as having a quantizer 12 and a plurality of η threshold cells (14.1, 16.1 and 18.1), each of which has a transmission barrier (12.5, 14.4 and 16.4) at their entrance and one Includes threshold value barrier (14.3 »16.3 and 18.3) at its output. A coupling device in memory cells 14.2 and 16.2, IGFET inverters 17 and 37 and clearing gates 15, 35 and 45) speak for charge transferred across each threshold barrier to remove residual charge in the threshold cells.

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Claims (4)

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCHBLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADENPATENT LAWYERS IN MUNICH AND WIESBADEN Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237Postal address Munich: Patentconsult 8 Munich 60 Radeckestrasse 43 Telephone (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postal address Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telephone (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 PatentansprücheClaims Ci.Jfl^dungsübertragungs-Binärzähler zum Zählen von maximalCi.Jfl ^ formation transfer binary counter for counting a maximum I in einem speziellen Zeitintervall auftretenden Signalimpulsen, mit einem Ladungsspeichermedium und einer Mehrzahl Elektroden zur Übertragung von Ladung in dem Medium,I signal pulses occurring in a specific time interval, having a charge storage medium and a plurality of electrodes for transferring charge in the Medium, dadurch gekennzeichnet, daß ein Quantisierer (12) mit einer ersten Elektrodenanordnung (12.9» 12.10) vorgesehen ist zur Bildung wenigstens einer LadungsEpeicher-Q-Zelle (12.1, 12.2) in dem Medium, die beim Auftreten eines jeden Signalimpulses ein vorbestimat es Ladungspaket zu erzeugen vermag,characterized in that a quantizer (12) having a first electrode arrangement (12.9 »12.10) is provided for the formation of at least one charge storage Q-cell (12.1, 12.2) in the medium, which in the Occurrence of each signal pulse a predetermined charge packet able to generate daß eine zweite Elektrodenanordnung (14.7) vorgesehen ist zur Bildung einer Mehrzahl von η Ladungsspeicher-Schwellenwertzellen (14·. 1, 16.1, 18.1) in dem Medium, von denen wenigstens eine so angeordnet ist, daß sie aus dem Quantisierer übertragene Ladung empfangen kann,that a second electrode arrangement (14.7) is provided to form a plurality of η charge storage threshold cells (14 *. 1, 16.1, 18.1) in the medium, at least one of which is arranged to be transmitted from the quantizer Can receive cargo, daß jede Schwellenwertzelle an ihrem Eingang eine erste Potentialbarriere (12.5, 14.4-, i€.4) aufweist, über welche beim Anlegen.einer geeigneten Spannung an die zweite Elektrodenanordnung praktisch die gesamte in einer vorausgehenden Zellethat each threshold cell has a first potential barrier at its input (12.5, 14.4-, i € .4), over which at Applying a suitable voltage to the second electrode arrangement practically all of it in a preceding cell S09848/0828S09848 / 0828 befindliche Ladung in diese Schwellenwertzelle übertragen wird, und daß sie an ihrem Ausgang eine zweite Potentialbarriere (14.3, 16.3» 18.3) aufweist, wobei die Fläche einer jeden Schwellenwertzelle und die Höhe der zweiten Barriere derart aufeinander abgestimmt sind, daß Ladungsübertragungen über die zweite Barriere nur auftreten, wenn zwei der Ladungspakete in die Schwellenwertzelle übertragen worden sind, und daß eine Rückkopplungsvorrichtung (17j 15-3)» die auf Ladung anspricht, die über wenigstens die erste (n-1) der zweiten Barrieren übertragen worden ist, vorgesehen ist zur Entfernung restlicher Ladung in wenigstens der ersten (n-1) der Schwellenwertzellen.The charge present is transferred into this threshold cell, and that it has a second potential barrier at its output (14.3, 16.3 »18.3), where the area is a each threshold cell and the height of the second barrier are coordinated in such a way that charge transfers only occur across the second barrier if two of the charge packets have been transferred into the threshold cell, and that a feedback device (17j 15-3) »the on Charge that has been transferred across at least the first (n-1) of the second barriers is intended for Removal of residual charge in at least the first (n-1) of the threshold cells. 2. Ladungsübertragungs-Binärzähler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Elektrodenanordnung (14.8) zur Erzeugung einer Mehrzahl von Ladungsspeicher-Übertragungszellen (14.2, 16.2) in dem Medium, wobei eine Übertragungszelle zwischen jedem Paar Schwellenwertzellen (14.1, 16.1) angeordnet ist, so daß Ladung, die über die Schwellenwertbarriere der vorausgehenden Zelle übertragen worden ist, durch die Übertragungszellen gesammelt wird, und eine Steuervorrichtung (14.6, 17.1, 17, 17.2, 15.3» 15-1» 14.5)» die auf in die Übertragungszelle übertragene Ladung anspricht, zum Entfernen von in den Schwellenwert ze Ilen befindlicher Restladung. · '2. Charge transfer binary counter according to claim 1, characterized by a third electrode arrangement (14.8) for generating a plurality of charge storage transfer cells (14.2, 16.2) in the medium, with a transmission cell between each pair of threshold cells (14.1, 16.1) is arranged so that charge that is transferred across the threshold barrier of the preceding cell is collected by the transmission cells, and a control device (14.6, 17.1, 17, 17.2, 15.3 »15-1» 14.5) »responds to the charge transferred into the transfer cell, to remove those in the threshold cells Remaining charge. · ' 609848/0828609848/0828 252U67252U67 3. Ladungsübertragungs-Binär zähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Ausräumgatter-Elektrodenanordnung (15·3) aufweist zur Bildung von η Ladungsspeicher-Ausräumzellen (15·1) in dem Medium, welche an getrennte der η Schwellenwertzellen angrenzen,3. Charge transfer binary counter according to claim 2, characterized in that the control device a clearing gate electrode assembly (15 x 3) has for the formation of η charge storage evacuation cells (15 x 1) in the medium, which is sent to separate one of the η threshold cells adjoin, sowie eine Mehrzahl IGFETS (17), deren Gatter (17-1) mit den entsprechenden Übertragungszellen, wenigstens aber mit der ersten (n-1), verbunden sind, und die mit einer ihrer Steuerelektroden (17.2) mit entsprechenden Ausräumzellen, wenigstens aber mit der ersten (n-1) der Ausräumzellen, verbunden sind, ferner eine Vorrichtung (25) zur Ableitung von Ladung in den Ausräumzellen.and a plurality of IGFETS (17) whose gates (17-1) with the corresponding transmission cells, but at least with the first (n-1), are connected, and with one of them Control electrodes (17.2) are connected to corresponding clearing cells, but at least to the first (n-1) of the clearing cells are, furthermore a device (25) for discharging charge in the evacuation cells. 4. Ladungsübertragungs-Binärzähler nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch einen Taktzyklenzähler (120) und eine auf diesen ansprechende Lesevorrichtung (110) zur Aktivierung der Ausräumzellen derart, daß Ladung in den Schwellenwertzellen am Ende eines Zeitinter-4. Charge transfer binary counter according to claim 3 »characterized by a clock cycle counter (120) and a responsive reading device (110) for activating the evacuation cells in such a way that Charge in the threshold cells at the end of a time interval va valls in die Ausräumzellen übertragen wird, wobei das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Ladung" in der k-ten Ausräumzelle der k-ten Binärziffer mit einem Dezimaläqui-va valls is transferred to the evacuation cells, with the presence or absence of charge "in the k-th Clearing cell of the kth binary digit with a decimal equi- k—1
valent 2 entspricht.
k-1
corresponds to valentine 2.
5- Ladungsübertragungs-Binärzähler nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Zweiphasen-Taktgeber (100) und eine Kopplungsvorrichtung zum Ankoppeln5- charge transfer binary counter according to claim 4, characterized by a two-phase clock generator (100) and a coupling device for coupling 509848/0828509848/0828 abwechselnder Zellen der Q-Zellen, Schwellenwertzellen und Übertragungszellen an entgegengesetzte Phasen des Taktgebers.alternating cells of the Q cells, threshold cells and transmit cells on opposite phases of the clock. 509848/0828509848/0828 LeerseiteBlank page
DE19752521467 1974-05-16 1975-05-14 CHARGE TRANSFER BINARY COUNTER Withdrawn DE2521467A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2921511A1 (en) * 1978-07-06 1980-01-24 Ebauches Sa FREQUENCY DIVISION

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2921511A1 (en) * 1978-07-06 1980-01-24 Ebauches Sa FREQUENCY DIVISION

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JPS50161150A (en) 1975-12-26
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