DE2813998C2 - Transversalfilter mit Paralleleingängen - Google Patents

Transversalfilter mit Paralleleingängen

Info

Publication number
DE2813998C2
DE2813998C2 DE19782813998 DE2813998A DE2813998C2 DE 2813998 C2 DE2813998 C2 DE 2813998C2 DE 19782813998 DE19782813998 DE 19782813998 DE 2813998 A DE2813998 A DE 2813998A DE 2813998 C2 DE2813998 C2 DE 2813998C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaluation
input
shift register
gate
transversal filter
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.)
Expired
Application number
DE19782813998
Other languages
English (en)
Other versions
DE2813998A1 (de
Inventor
Karl Dipl.-Ing. 8035 Gauting Knauer
Hans-Jörg Dr.-Ing. 8011 Zorneding Pfleiderer
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19782813998 priority Critical patent/DE2813998C2/de
Priority to EP79100653A priority patent/EP0004563B1/de
Priority to US06/019,780 priority patent/US4233578A/en
Priority to CA000324465A priority patent/CA1136288A/en
Priority to JP3830479A priority patent/JPS54134953A/ja
Publication of DE2813998A1 publication Critical patent/DE2813998A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2813998C2 publication Critical patent/DE2813998C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762Charge transfer devices
    • H01L29/765Charge-coupled devices
    • H01L29/768Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/76808Input structures
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00Transversal filters
    • H03H15/02Transversal filters using analogue shift registers
    • H03H15/023Transversal filters using analogue shift registers with parallel-input configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einem Transversalfilter, bei dem die Stufen eines auf einem dotierten Halbleitersubstrat integrierten, analogen CTD-Schieberegisters mit Paralleleingängen und diesen zugeordneten Bewertungsschaltungen versehen sind, bei dem die Bewertungsschaltungen jeweils ein entgegengesetzt zu dem Substrat dotiertes Gebiet, ein erstes und zweites Eingangsgate und ein Transfergate aufweisen, bei dem das Transfergate unmittelbar neben dem Transferkanal des CTD-Schieberegisters angeordnet ist, bei dem das eine Eingangsgate mit einem Eingangssignal, das andere Eingangsgate mit einer konstanten Gleichspannung, das entgegengesetzt dotierte Gebiet mit einer ersten und das Transfergate mit einer zweiten Taktspannung beschaltet sind, und bei dem das Ausgangssignal an einem Ausgang des CTD-Schieberegisters abgreifbar ist.
Ein derartiges Transversalfilter ist aus der Zeitschrift "Electronics Letters", Bd. 13, Nr. 5 vom 3. März 1977, Seiten 126 und 127, bekannt. Die Größe der einzelnen Koeffizienten, mit denen das Eingangssignal an jedem Paralleleingang individuell bewertet wird, ist dabei durch die Kapazität des zweiten Eingangsgate gegeben. Transversalfilter dieser Gattung bilden auch den Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 26 43 704.7.
Aus den "Proceedings of the 8th Conference (1976 International) on Solid State Divices, Tokyo, 1976", abgedruckt im "Japanese Journal of Applied Physics", VoL 16 (1977) Supplement 16-1, Seiten 387—390 ist ein solches Transversalfilter bekannt, bei dem ein CCD-Schieberegister mehrere durch Trenndiffusionen gegeneinander isolierte Transferkanäle aufweist, die den Paralleleingängen jeweils individuell zugeordnet sind. Hierbei besteht das in den Bewertungsschaltungen jeweils vorgesehene Transfergate aus der ersten Verschiebeelektrode des zugehörigen Transferkanals. Die Transferkanäle werden in einer gemeinsamen Ausgangsstufe, in deren Bereich die genannten Trenndiffusionen weggelassen sind, zusammengeführt Dort erfolgt eine Summierung der über die Kanäle getrennt übertragenen und mit unterschiedlichen Verzögerungen eintreffenden Signalteile zu einem Ausgangssignal. Die Bewertungskoeffizienten, mit denen das den Paralleleingängen zugeführte Signal belegt wird, sind durch die Gateflächen in den einzelnen Bewertungsschaltungen gegeben. Nachteilig ist hierbei, daß die erforderliche Halbleiterfläche mit tier Anzahl der Paralleleingänge stark ansteigt.
Aus den oben genannten "Proceedings", abgedruckt in dem "Japanese Journal of Applied Physics", Vol. 16 (1977), Supplement 16-1, Seiten 391 —396, ist ein weiteres Transversalfilter bekannt, das sich von der eingangs erwähnten Gattung durch eine andere Ausbildung der Bewertungsschaltungen und der Paralleleingänge unterscheidet. Jede einzelne Bewertungsschaltung enthält hier zwei in Serie geschaltete MOS-Feldeffekttransistoren und eine Widerstandsdiffusion, während jeder Paralleleingang eine mit einer Eingangsdiffusion versehene Stufe eines 4-Phasen-CCD-Schieberegisters aufweist. Dabei ist die Eingangsdiffusion mit einem Anschluß des Widerstandes verbunden und die letzte Verschiebeelektrode zu einer Verschiebeelektrode eines die Summierung der Signalteile vornehmenden CCD-Schieberegisters benachbart angeordnet. Das Gate des einen MOS-Feldeffekttransistors jeder Bewertungsschaltung wird mit dem Eingangssignal belegt, das Gate des anderen jeweils mit einer Gleichspannung, die durch ihre Größe den durch die Transistoren fließenden Strom und damit den jeweiligen Bewertungskoeffizienten bestimmt. Damit sind die Übertragungssigenschaften des Transversalfilters elektrisch einstellbar. Die Bewertungsschaltungen und die als CCD-Stufen ausgebildeten Paralleleingänge erfordern jedoch einen beachtlichen Schaltungsaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach zu realisierendes Transversalfilter der eingangs genannten Art vorzusehen, dessen Bewertungskoeffizienten teilweise große Beträge aufweisen, ohne daß die Einlesezeiten für die die Koeffizienten darstellenden Ladungsmengen hierdurch wesentlich angehoben werden. Das wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Maßnahmen erreicht.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dall durch die Aufteilung der für einen bestimmten Bewertungskoeffizienten erforderlichen Fläche des zweiten Eingangsgate auf die einander entsprechenden Eingangsgateelektroden zweier auf verbs schiedenen Seiten des CTD-Transferkanals angeordneten, einander an derselben Stufe des Schieberegisters gegenüberliegender Bewertungsschaltungen die Längen dieser beiden Elektroden nur halb so groß sind wie
die des zweiten Eingangsgate einer einzigen Bewertungsschaltung, die denselben Bewertungskoeffizienten iiefert Damit entspricht die Zeit für das Einlesen einer den Bewertungskoeffizienten bestimmenden. Ladungsmenge, die bei zwei einander gegenüberliegenden Bewertungsschaltungen benötigt wird, nur etwa einem Viertel der beim Einlesen derselben Ladungsmenge über eine einzige Bewertungsschaltung erforderlichen Zeit Hieraus ergibt sich eine Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Transversalfilters in einem höheren Arbeitsfrequenzbereich, als dies unter Verwendung von bekannten Transversalfiltern möglich ist
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispielen näher erläutert Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des eingangs erwähnten, bekannten Transversalfilters mit einem CCD-Schieberegister mit Paralleleingängen und einem Serienausgang,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Teilschaltung von Rg. 1,
Rg. 3 ein Zeitdiagramm der für ein Transversalfilter nach den Fig. 1 und 2 erforderlichen Betriebsspannungen,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Transversalfilter ist als eine auf einem dotierten Halbleitersubstrat 1, z. B. p-leitendem Silizium, monolithisch integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet Einem Anschluß 2 wird ein analoges Eingangssignal uc zugeführt, während am Ausgang 3 ein analoges Ausgangssignal ua abgreifbar ist dessen zeitlicher Verlauf dem des Signals uc entspricht nachdem dieses ein Frequenzfilter mit einer bestimmten Frequenzcharakteristik durchlaufen hat. Die Frequenzcharakteristik kann beispielsweise die eines Tiefpasses sein. Ein mit 4 bezeichnetes Schieberegister ist als eine ladungsgekoppelte Anordnung (CCD) ausgebildet und arbeitet im 3-Phasen-Betrieb. Sie weist eine Reihe von Elektroden 411, 412,413,421,422,423 usw. auf, die über einer das Substrat 1 abdecken, dünnen Isolierschicht, z. B. einer Gateoxidschicht aus SiO2, dicht nebeneinanderliegend in Verschieberichtung R platziert sind.
Jeweils drei nebeneinander liegende Elektrode z. B. 411,412 und 413 oder 421,422 und 423, gehören zu einer Schieberegisterstufe, wobei die ersten Elektroden 411, 421 usw. sämtlicher Stufen an eine Leitung 5 angeschlossen und über diese mit einer Verschiebetaktspannung Oi beschaltet sind, während die zweiten Elektroden 412,422 usw. an einer gemeinsamen, mit einer Verschiebetaktspannung O2 beschalteten Leitung 6 und die dritten Elektroden 413,423 usw. an einer mit einer Verschiebetaktspannung O3 beschalteten Leitung 7 liegen. Bei einem zeitlichen Verlauf der Spannungen Oi bis O3 gemäß Rg. 3 ergebens sich unterhalb jeder dritten Elektrode lokale Maxima des Oberflächenpotentials O5 im Halbleitersubstrat 1, sogenannte Potentialtöpfe, die im Takte der Spannungen Oi bis O3 in Richtung R schrittweise von Stufe zu Stufe verschoben werden. Injiziert man nun in diese jeweils von Raumladungszonen umgehpnpn Pntpntialtönfp elelttrivhp I aHiinapn Hie pinp Pn- äußeren Potentialen freigeschaltetes Diffusicnsgebiet 9 (floating diffusion output). Dieses ist über einen Ausgangsverstärker 10 mit dem Ausgang 3 leitend verbunden. Das Gebiet 9 stellt zusammen mit einem zweiten Diffusionsgebiet U, das über einen Anschluß 12 mit einer Drainspannung V00 beschaltet ist und einer Gateelektrode 13. die über die Leitung 5 an der Verschiebetaktspannung Oi Hegt, einen Feldeffekttransistor dar. der beim Auftreten der einzelnen Spannungsimpulse 0] das Gebiet 9 intermittierend auf ein Referenzpotential setzt
Der Eingang 2 des Transversalfilters ist mit einer Reihe von Paralleleingängen 21, 22, 2n verbunden, die jeweils einzelnen Stufen des Schieberegisters 4 zugeordnet sind. Jeder dieser Paralleleingänge ist mit einer Bewertungsschaltung 81, 82, 8/? versehen. Diese weisen jeweils ein entgegengesetzt zum Substrat 1 dotiertes Gebiet D, ein erstes Eingangsgate G 1. ein zweites Eingangsgate G 2 und ein Transfergate G3 auf. wobei die Gebiete D aller Bewertungsschaltungen 81 bis Sn zusammenhängend ausgebildet; und mit einem Anschluß 14 verbunden sind, während die Transfergateelektroden G 3 aller Bewertungsschaltungen ebenfalls zusammenhängend ausgebildet und mit einem Anschluß 15 versehen sind. Das erste Eingangsgate G1 der Bewertungsschaltung 81 ist mit einem Anschluß £11 versehen. G 2 mit einem Anschluß £12 Die entsprechenden Anschlüsse von 82 sind mit £21 und £22 bezeichnet, die der Bewertungsschaltung 8/7 mit En 1 und En 2. In Fig. 1 sind die Anschlüsse £ 11. £21 und En 1 jeweils mit den Paralleleingängen 21,22 und 2/7 verbunden, während die Anschlüsse £11 und £21 an einen gemeinsamen Anschluß B1 und der Anschluß En 2 an einen Anschluß B 2 geführt sind.
In Fig. 2 ist die Bewertungsschaltung 81 längs der Linie IMI geschnitten dargestellt. Dabei sind die bereits in Fig. 1 gezeigten Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die dünne Isolierschicht, auf der die Teile 61, 62, 63 und 411 plaziert sind, ist mit 16 bezeichnet. Die Bewertungsschaltung 81 ist für einen positiven Bewertungskoeffizienten eingerichtet. Dabei wird dem Anschluß £ 11 des ersten Eingangsgate G1 über B1 eine konstante Gleichspannung U1 zugeführt, die höchstens so groß ist wie das kleinste zu bewertende Eingangssi· gnal uts so daß sich für das Oberflächenpotential 0. unterhalb von G 1 eine feste Potentialschwelle W1 ergibt. Dem Anschluß £12 wird über den Paralleleingang 21 das Eingangssignal U1- zugeführt, wobei sich unterhalb von G 2 Potentialwerte zwischen P\ (für das maximale Signal U1-) und Po (für das minimale Signal U1-) ergeben.
Unter dem Einfluß der in Fig. 3 dargestellten Taktspannungen Oc; und 0/j. die jeweils den Anschlüssen 14 und 15 zugeführt werden, ergeben sich Potentialwerte Di bzw. D0 und Ti bzw. T„ innerhalb des dotierten Gebiets D und unterhalb des Transfergate G 3 gemäß Fig. 2. Zum Zeitpunkt tu (Fig. 3) besteht ein Potentialverlauf D0, Wi, P, Tu und C0, wobei der Potentialwert P durch die Größe des auftretenden Eingangssignals U1.. gegeben ist. Dabei wird der unterhalb von G 2 gebildete Potentialtopf mit Ladungsträgern überschwemmt. Zum 7pitnnnlft /. ist &Pgr;. in Oi iihpraancrpn umhpi rlip 1 ariiinot-
larität aufweisen, die der der Minoritätsladungsträger des Substrats 1 entspricht, so werden diese mit den Potentialtöpfen verschoben und können nach dem Durchlaufen des gesamten Schieberegisters 4 in dessen Ausgangsstufe AS zeitverzögert ausgelesen werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfühningsform des Schieberegisters 4 enthält die Augangsstufe AS ein zeitweilig von träger wieder soweit aus dem Bereich unterhalb von Gl und G 2 in das Gebiet D zurückfließen, daß der unterleib von G 2 gebildete Potentialtopf nur noch bis zu dem durch VV1 gegebenen Rand angefüllt bleibt, was in Fig. 2 durch die schraffierte Fläche Fangedeutet ist. Ist dann T0 in 7&Idigr; übergangen (Zeitpunkt t2) so wird die durch Fangedeutete Ladungsmenge entsprechend dem
Pfeil 17 unter die Elektrode 4! 1 verschoben, da diese gleichzeitig mit einer relativ hohen Verschiebetaktspannung Oi belegt ist, die einen Potentialwert G ergibt. Wesentlich ist hierbei, daß bei einer Ausbildung der Schaltung 8t für einen positiven Bewertungskoeffizienten beim Auftreten des minimalen Eingangssignals uc wegen P &mdash; &Rgr;,-, keine Ladungsmenge eingelesen wird, beim Auftreten des maximalen Eingangssignals U1- wegen P = P< die maximale Ladungsmenge, die durch die zwischen den Werten Pn und Pt liegende Fläche dargestellt werden kann. Der Einlesevorgang wiederholt sich mit der Frequenz der Verschiebetaktspannung &Ogr;&igr;.
Ist eine Bewertungsschaltung, z. B.die Schaltungen in Fig. 1. für einen negativen Bewertungskoeffizienten eingerichtet, so wird ihrem ersten Eingangsgate über den Anschluß En 1 von einem Paralleleingang 2n das Eingangssignal U1- zugeführt, während ihr zweites Eingangsgate über einen Anschluß En 2 und einen Anschluß B 2 nunmehr mit einer konstanten Gleichspannung U2 belegt ist. die wenigstens so groß ist wie das maximale zu bewertende Eingangssignal u,. und unterhalb von G 2 ergeben sich dann Potentialwerte P\ für das maximale Eingangssignal und Po für das minimale Eingangssignal Uc Das Anfüllen des Potentialtopfes unterhalb von G 2 ist dabei nur bis zu dem durch das zum Zeitpunkt U anliegende Eingangssignal u... bestimmten Rand P'möglich, was in Fig. 2 durch die Fläche F'gekennzeichnet ist. Nach dem Übergang von 77i auf T\ und von Co auf Q (Zeitpunkt 12) wird die Ladungsmenge F' wieder unter eine Elektrode des CCD-Schieberegisters 4 verschoben (Pfeil 18). Wesentlich ist, daß bei einem negativen Bewertungskoeffizienten beim Auftreten des minimalen Eingangssignals uc wegen P' = P0' die maximale Ladungsmenge eingegeben wird, was in Fig. 2 durch eine Fläche unterhalb von G 2 und zwischen den Potentialwerten Pa und P\ verdeutlicht wird, während für das maximale Eingangssignal uc wegen P' = P\ keine Ladungsmenge eingelesen wird. Auch dieser Einlesevorgang wiederholt sich mit der Frequenz der Verschiebetaktspannung Ot.
Somit finden in dem Schieberegister 4 unter den Elektroden 411, 421 usw. jeweils beim Auftreten der Verschiebetaktspannungen Oi Summierungsvorgänge statt, bei denen zu den jeweils innerhalb des Schieberegisters 4 verschobenen Ladungsmengen die über die zugehörigen Paralleleingänge eingegebenen Ladungsmengen F bzw. F' addiert werden. Die auf diese Weise durch mehrfache Summierungsvorgänge angewachsenen Ladungsmengen, die schließlich in der letzten Stufe des Schieberegisters 4 nacheinander ankommen, bewirken dann beim Eindringen in das Diffusionsgebiet 9, das zuvor auf Referenzpotential gebracht wurde, jeweils Potentialverschiebungen, die über den Verstärker 10 ausgewertet und zu dem gefilterten Ausgangssignal u:, zusammengesetzt werden.
Man kann durch eine mit 19 angedeutete, an sich bekannte Eingangsstufe des Schieberegisters 4, die beispielsweise in dem Buch von Sequin und Tompsett "Charge Transfer Devices". Akademie Press, New York, 1975 auf den Seiten 48 bis 50. insbesondere Fig. 3,12 (d), beschrieben ist. zu den über das Schieberegister verschobenen Ladungsmengen eine konstante Grundladung hinzufügen, die in der Literatur auch als "fat zero" bezeichnet wird. Hierbei besteht das dieser Eingangsstufe zugeführte Signal aus einer Gleichspannung.
Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten, nach der Erfindung ausgebildeten Transversalfilter ist das Schieberegister 4 als eine 4-Phasen-CCD-Anordnung ausgebildet.
Die erste Stufe 401 weist die Verschiebeelektroden 411,412,413 und 414 auf, die zweite Stufe 402 die Elektroden 421,422,423 und 424. Die dritte Stufe des Schieberegisters ist mit 403 bezeichnet, weitere Stufen und die Ausgangsstufe, die entsprechend der Stufe AS in Fig. 1 aufgebaut sein kann, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht im einzelnen dargestellt. Die den ersten Schiebeelektroden sämtlicher Stufen zugeführte
&iacgr;&ogr; Taktspannung ist mit Oi bezeichnet, während den zweiten, dritten und vierten Elektroden sämtlicher Stufen jeweils die Verschiebetaktspannung O2, O3 und O4 zugeleitet werden.
Den Stufen 401, 402 und 403 sind die Bewertungs-Schaltungen 81,82 und 83 zugeordnet. Sie weisen in der dargestellten Ausführungsform ein gemeinsames, entgegengesetzt zum Substrat dotiertes Gebiet D auf, das mit einem Anschluß 14 versehen ist. Die ersten Eingangsgateelektroden sind mit GlI, G 21 und G31 bezeichnet, die zweiten Eingangsgateelektroden mit G12, G 22 und G 32. In der dargestellten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Eingangsgateelektroden der Bewertungsschaltungen 81 bis 83 untereinander verbunden und mit gemeinsamen Anschlüssen B1 bzw. 2 versehen. Ein allen Bewertungsschaltungen gemeinsames Transfergate ist mit G13 bezeichnet und mit einem Anschluß 15 versehen. Beim Zuführen des Eingangssignals üt- an den Anschluß 2 und einer konstanten Gleichspannung U1, die höchstens so groß ist wie das kleinste Signal Un an den Anschluß Al, sind die Bewertungsschaltungen 81 bis 83 jeweils für einen positiven Bewertungskoeffizienten eingerichtet. Legt man ue stattdessen an den Anschluß Sl und eine konstante Gleichspannung i/2, die mindestens so groß ist wie das größte Signal uft an den Anschluß 2, so ergeben sich nur negative Bewertungskoeffizienten. Will man einzelne Bewertungskoeffizienten, z. B. dem der Schaltung 82, ein negatives Vorzeichen geben, so müssen die betreffenden Eingangsgateelektroden dieser Schaltung, im betrachteten Fall also G 21 und G 22, in Abweichung von Fig. 4 von den übrigen Eingangsgateelektroden getrennt werden und mit den Spannungen uc und t/2 beschaltet werden, wobei uc an G 21 und i/2 an G 22 gelegt wird.
Nach einer Ausgestaltung sind weitere Bewertungsschaltungen 82' und 83' vorgesehen, wobei jeweils die Schaltungen 82 und 82' sowie die Schaltungen 83 und 83' zu der Mittellinie des Transferkanals des Schieberegisters 4 symmetrisch liegen. Die Bewertungsschaltungen 82' und 83' besitzen ein gemeinsames, entgegengesetzt zum Substrat dotiertes Gebiet D', das mit dem Anschluß 14 verbunden ist Ihre ersten Eingangsgateelektroden G21' und G 31' sind mit den Anschluß Bi verbunden, ihre zweiten Eingangsgateelektroden G 22' und G 32' mit dem Anschluß 2. Weiterhin weisen sie ein gemeinsames, als G13 bezeichnetes Transfergate auf, das mit den Anschluß 15 verbunden ist Wegen der gemeinsamen Ansteuerung sind jeweils die an der gleichen Stufe des CCD-Schieberegisters einander gegenüberliegenden Bewertungsschaltungen, also 82 und 82' bzw- 83 und 83', für das gleiche Vorzeichen des Bewertungskoeffizienten eingerichtet Mit dem Eingangssignal ue an 2 und der Spannung U1 an B1 ist das Vorzeichen positiv, für uc an B1 und U2 an 2 ist es negativ. Soll der Bewertungskoeffizient einer der Schaltungen 81 bis 83, z. B.
der der Schaltung 82, ein negatives Vorzeichen erhalten, während die übrigen Stufen, z. B. 81 und 83, für positive Vorzeichen eingerichtet sind, so müssen auch das erste und zweite Eingangsgate der dieser gegenüberliegen-
den Schaltung, also der Schaltung 82', von den Eingangsgateelektroden der Bewertungsschaltung 83' getrennt und entsprechend der Schaltung 82 in der bereits beschriebenen Weise mittels U0 und U 2 angesteuert werden.
Infolge der gleichartigen Ansteuerung der jeweils einander gegenüberliegenden Bewertungsschaltungen wird in die Stufe 402 eine Ladungsmenge eingelesen, die der Summe der Flächen der Eingangsgateelektroden G 22 und G 22' proportional ist, während in die Stufe 403 eine der Summe der Flächen von G 32 und G 32' proportionale Ladungsmenge eingelesen wird. Da die Eingangsgateelektroden G 22 und G 22' gleich breit bemessen sind, entspricht die in 402 eingelesene Ladungsmenge der Summe der Längen dieser Elektroden, also der Summe L 2 + L 2'. Würde die Schaltung 82' fehlen, so müßte G 22 zum Einlesen derselben Ladungsmenge in die Stufe 402 mit einer Länge ausgebildet werden, die L 2 + L 2' entspricht Da aber die Einlesezeit der Ladungsmenge etwa dem Quadrat der Länge der zweiten Eingangsgateelektrode proportional ist, würde das eine wesentliche Vergrößerung der Einlesezeit bedeuten. Somit erlaubt die Anordnung zweier einander gegenüberliegender Bewertungsschaltungen das Einlesen einer vorgegebenen Ladungsmenge in einer wesentlich kürzeren Einlesezeit, als dies bei einer einzigen Bewertungsschaltung der Fall wäre, die zum Einlesen dieser Ladungsmenge eingerichtet wäre. Sind die Elektroden L und L' gleich groß, so reduziert sich die Einlesezeit durch die genannten Maßnahmen etwa auf ein Viertel.
Obwohl das Schieberegister 4 bisher lediglich als eine CCD-Anordnung beschrieben wurde, kann es aus irgendeiner der unter dem Begriff Ladungsverschiebeanordnung (CTD, Charge Transfer Device) zusammengefaßten, an sich bekannten Anordnung bestehen, wie sie beispielsweise in dem Buch von Sequin und Tompsett "Charge Transfer Devices", Academic Press, New York. 1975, Seiten 1 bis 18, beschrieben sind. Eine solche Ladungsverschiebeanordnung kann dabei entsprechend ihrem Aufbau z. B. im Zwei-Phasen-, Drei-Phasen- oder Vier-Phasen-Betrieb arbeiten.
Das Transversalfilter nach der Erfindung ist mit Vorteil als eine auf einem Halbleitersubstrat monolithisch integrierte Halbleiterschaltung aufgebaut Wird die Schaltung in einer Technik mit Mehrlagemetallisierung realisiert, so können die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Verschiebeelektroden des Schieberegisters 4 und den Zuführungen der Schiebetaktspannungen als Leiterbahnen ausgebildet sein, die von den Verbindungen der verschiedenen Elektroden der Be-Wertungsschaltungen mit den Anschlüssen 2,14,15 und Bi durch eine isolierende Zwischenschicht getrennt sind.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
60
65

Claims (3)

1 Patentansprüche
1. Transversalfilter, bei dem die Stufen eines auf einem dotierten Halbleitersubstrat integrierten, analogen CTD-Schieberregisters mit Paralleleingängen und diesen zugeordneten Bewertungsschaltungen versehen sind, bei dem die Bewertungsschaltungen jeweils ein entgegengesetzt zu dem Substrat dotiertes Gebiet, ein erstes und zweites Eingangsgate und ein Transfergate aufweisen, bei dem das Transfergate unmittelbar neben dem Transferkanal des CTD-Schieberegisters angeordnet ist, bei dem das eine Eingangsgate mit einem Eingangssignal, das andere Eingangsgate mit einer konstanten Gleichspannung, das entgegengesetzte dotierte Gebiet mit einer ersten und das Transfergate mit einer zweiten Taktspannung beschaltet sind und bei dem das Ausgangssignal an einem Ausgang des CTD-Schieberegisters abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bewertungsschahungen (82) durch eine auf der gegenüberliegenden Seite des Transferkanals angeordnete, zusätzliche Bewertungsschaltung (82') zu einem BewertungsSchaltungspaar ergänzt ist und daß die entgegengesetzt dotierten Gebiete (D. D'). die Eingangsgateelektroden (G 21, G 22, C 21', G 22') und die Transfergateelektroden (G 13, C 13') beider Bewertungsschaltungen (82, 82') jeweils mit gemeinsamen Anschlüssen (14, 15, 2, B1) verbunden sind, die mit der ersten Taktspannung, dem Eingangssignal, der konstanten Gleichspannung und der zweiten Taktspannung beschaltet sind.
2. Transversalfilter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ßewertungsschaltungen (82, 83) jeweils durch eine zusätzliche Bewertungsschaltung (82', 83') zu einem BewertungsSchaltungspaar (82,82', 83,83') ergänzt sind.
3. Transversalfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als eine auf einem Halbleitersubstrat monolithisch integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet ist.
DE19782813998 1978-03-31 1978-03-31 Transversalfilter mit Paralleleingängen Expired DE2813998C2 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782813998 DE2813998C2 (de) 1978-03-31 1978-03-31 Transversalfilter mit Paralleleingängen
EP79100653A EP0004563B1 (de) 1978-03-31 1979-03-05 Transversalfilter
US06/019,780 US4233578A (en) 1978-03-31 1979-03-12 Transversal filter
CA000324465A CA1136288A (en) 1978-03-31 1979-03-29 Transversal filter
JP3830479A JPS54134953A (en) 1978-03-31 1979-03-30 Transversal filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782813998 DE2813998C2 (de) 1978-03-31 1978-03-31 Transversalfilter mit Paralleleingängen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2813998A1 DE2813998A1 (de) 1979-10-11
DE2813998C2 true DE2813998C2 (de) 1987-02-26

Family

ID=6035873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782813998 Expired DE2813998C2 (de) 1978-03-31 1978-03-31 Transversalfilter mit Paralleleingängen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2813998C2 (de)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE790160A (fr) * 1971-10-16 1973-04-16 Philips Nv Filtre pour signaux impulsionnels bivalents
DE2643704C2 (de) * 1976-09-28 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Transversalfilter mit mindestens einem analogen Schieberegister und Verfahren zu dessen Betrieb

Also Published As

Publication number Publication date
DE2813998A1 (de) 1979-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0027881B1 (de) Monolithisch integrierter, zweidimensionaler Bildsensor mit einer differenzbildenden Stufe und Verfahren zu dessen Betrieb
DE2354755A1 (de) Angepasstes analogfilter
CH629630A5 (de) Transversalfilter mit mindestens einem analogen schieberegister und verfahren zu dessen betrieb.
DE2939518A1 (de) Monolithisch integrierte schaltung zur zeilenweisen bildabtastung
DE2646301C3 (de) Ladungsgekoppeltes Halbleiterbauelement
DE2634312A1 (de) Ladungsuebertragvorrichtung auf halbleiterbasis
EP0027545A1 (de) Monolithisch integrierte Schaltung zur zeilenweisen Bildabtastung und Verfahren zu deren Betrieb
EP0004563B1 (de) Transversalfilter
DE2630085C3 (de) CCD-Transversalfilter
DE2813998C2 (de) Transversalfilter mit Paralleleingängen
EP0004870B1 (de) Transversalfilter mit Paralleleingängen.
DE2822348A1 (de) Transversalfilter
EP0025177A2 (de) Monolithisch integrierte Schaltung mit einem zweidimensionalen Bildsensor
DE2703317A1 (de) Ladungsgekoppelte korrelatoranordnung
DE2813971C2 (de) Transversalfilter mit Paralleleingängen
DE69329086T2 (de) Mehrzeiliger CCD Bildwandler
DE2936682C2 (de)
DE2936731C2 (de)
EP0057751B1 (de) CTD-Transversalfilter
DE2813972C2 (de)
DE2820580A1 (de) Transversalfilter mit elektronisch einstellbaren gewichtungsfaktoren
DE2813997C2 (de)
DE2643446A1 (de) Festkoerper-bildabtastvorrichtung
DE2105479A1 (de) Schaltung und Aufbau eines Halbleiterspeicherelementes
AT377635B (de) Ladungsuebertragungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
OAM Search report available
OC Search report available
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee