-
-
CTD-Transversalfilter mit unterschiedlicher Vorzeichen-
-
bewertung von an mehreren CTD-Ausgängen Parallel abgreiSbaren TeilsiRnalen
Die Erfindung bezieht sich auf ein CTD-Transversalfilter mit unterschiedlicher Vorzeichenbewertung
von an mehreren CTD-Ausgängen parallel abgreifbaren Teilsignalen der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angebenen Art.
-
Solche CTD-Transversalfilter sind beispielsweise aus dem Buch t'Charge
Transfer Devices" von Sequin und Tompsett, Academic Press Inc., New York, 1975,
Seiten 209 und 216 bis 232 bekannt. Sie besitzen jeweils einen seriellen Filtereingang,
der aus einer CTD-Eingangsstufe (vergl. die Seiten 48 bis 52 des genannten Buches)
besteht, einen sich aus mehreren Stufen zusammensetzenden CTD-Ubertragungskanal
und mehrere Parallelausgänge, die jeweils einzelnen Stufen zugeordnet sind. Ein
der Eingangsstufe zugefUhrtes tingangs-
signal wird in dieser periodisch
abgetastet, wobei aus den Abtastwerten eine Folge von signalabhängigen Ladungspaketen
abgeleitet wird, die dem CTD-Ubertragungskanal eingegeben und in diesem schrittweise
verschoben werden. An sämtlichen Parallelausgängen werden dann periodisch Teilsignale
abgegriffen, die von der Größe der in den betreffenden Stufen jeweils vorhandenen
Ladungspakete abhängig sind und zusätzlich nach Bewertungskoeffizienten bewertet
werden, die den einzelnen Parallelausgängen zugeordnet sind. Die bewerteten Teilsignale
werden in einem ausgangsseitigen Differenzverstärker zu einem Filterausgangssignal
addiert. Durch eine entsprechende Ankopplung der einzelnen Parallelausgänge an den
positiven oder negativen Eingang des Differenzverstärkers erfolgt eine positive
oder negative Bewertung der jeweiligen Teilsignale.
-
Der bei den bekannten CTD-Transversalfiltern zur Vorzeichenbewertung
der Teilsignale erforderliche Differenzverstärker ist jedoch nur unter großen Schwierigkeiten
mit dem Filter auf einem gemeinsamen Halbleiterkörper integrierbar und erfordert
bei einer solchen Integration eine relativ große Halbleiterfläche.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein CTD-Transversalfilter
mit unterschiedlicher Vorzeichenbewertung von an mehreren CTD-Ausgängen parallel
abgreifbaren Teilsignalen anzugeben, bei dem die erwähnten Schwierigkeiten nicht
auftreten. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
-
Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbesondere darin,
daß die Schaltungsteile, die zur Bewertung von an mehreren CTD-Ausgängen parallel
abgw,8ifbaren Teilsignalen nach unterschiedlichen Vorzeichen erforderlich sind,
in einfacher Weise zusammen mit dem CTD-
Transversalfilter auf einem
Halbleiterkörper integriert werden können.
-
Die Patentansprüche 2 und 3 sind auf bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung gerichtet, während die Ansprüche 4 bis 6 vorteilhafte Verfahren zum Betrieb
eines erfindungsgemäßen Transversalfilters angeben.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt: Fig. 1 eine in spezieller Weise ausgebildete Eingangsstufe eines erfindungsgemäßen
CTD-Transversalfilters, Fig. 2 Spannungs-Zeit-Diagramme zur Erläuterung von Fig.
1, Fig. 3 eine zweite in spezieller Weise ausgebildete Eingangsstufe, die eine alternat
v sührung zu Fig. 1 darstellt, Fig. 4 ein erfindungsgemäß ausgebildetes CTD-Transversalfilter,
Fig. 5 eine Teilschaltung von Fig. 4, Fig. 6 Spannungs-Zeit-Diagramme zur Erläuterung
von Fig. 4 und Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
In Fig. 1 ist ein dotierter Halbleiterkörper eines vorgegebenen Leitfähigkeitstyps
mit 1 bezeichnet. Er besteht beispielsweise aus p-dotierten Silizium. Seine Grenzfläche
1a ist mit einer dünnen, elektrisch isolierenden Schicht 2 bedeckt, die insbesondere
aus SiO2 bestehen kann und in diesem Fall als Gateoxidschicht bezeichnet wird. An
der Grenzfläche 1a befindet sich ein n-leitendes Gebiet 3, das durch einen Diffusipns-oder
Implantationsvorgang erzeugt wird. Der neben diesem Gebiet liegende Bereich des
Halbleiterkörpers 1
wird von einem ersten Gate 4, zwei Transfergateleketroden
5 und 6, einem Eingangsgate 7 und einem zweiten Gate 8 überdeckt, die auf der isolierenden
Schicht 2 angeordnet sind. Die Schaltungsteile 3 bis 8 bestimmen den Halbleiterbereich
einer CTD-Eingangsstufe ES1.
-
An das Gate 8 schließen sich eine Reihe von Transferelektroden 9 bis
13 an, die ebenfalls auf der Isolierschicht 2 angeordnet sind. Jeweils vier aufeinanderfolgende
Transferelektroden, z. B. 9 bis 12, sind über ihre Anschlüsse mit jeweils einer
von vier gegeneinander phasenverschobenen Taktspånnungen 1 bis 4 beschaltet.
-
Die Elektroden 9 bis 12 kennzeicbnen dabei die erste der Eingangsstufe
ES nachgeordnete Stufe einer CTD-Anordnung. Es schließen sich weitere CTD-Stufen
an, von denen in Fig. 1 nur die erste Transferelektrode 13 der zweiten Stufe dargestellt
ist, c e mit der Taktspannung 1 beschaltet ist. Der Bereich an der Oberfläche des
Halbleiterkörpers 1 unterhalb der Elektroden 9 bis 13 usw. stellt dabei den CTD-Übertragungskanal
dar.
-
Dem Gebiet 3 wird über seinen dargestellten Anschluß eine Taktimpulsspannung
ud zugeführt, während das erste Gate 4 über seinen Anschluß mit einer konstanten
Spannung Ul beschaltet ist. Die Transfergateelektroden 5 und 6 sind mit Taktimpulsspannungen
ei und e2 beschaltet, die gegeneinander phasenverschoben sind. Dem Eingangsgate
7 wird über seinen Anschluß 7a ein Eingangssignal ue zugeführt, während das zweite
Gate 8 mit einer Taktimpulsspannung Xg1 beschaltet ist.
-
Die Wirkungsweise der Eingangsstufe ES1 wird nachfolgend anhand der
in Fig. 1 eingezeichneten Verläufe sl und s2 des an der Grenzfläche la bestehenden
Oberflächenpotentials und der Spannungs-Zeit-Diagramme der Fig. 2 näher beschrieben.
Fig. 2a zeigt dabei den zeitlichen
Verlauf der Taktimpulsspannung
ud, die Figuren 2b und 2c die Zeitabhängigkeiten der Taktimpulsspannungen e1 und
e2 In Fig. 2d ist der zeitliche Verlauf der dem zweiten Gate zugeführten Taktimpulsspannung
g1 angegeben. Zum Zeitpunkt tl ist die Spannung ud auf einen sehr kleinen Wert reduziert,
was zu einer Überschwemmung des Halbleitergebietes unterhalb des Gate 4 und des
Transfergate 5 mit Ladungsträgern führt, die aus dem Gebiet 3 injiziert werden.
Nach dem Wiederanstieg von ud auf den Wert udo, der dem Oberflächenpotential p3
entspricht, fließt der überwiegende Teil der Ladungsträger wieder in das Gebiet
3 zurück, wobei lediglich diejenigen Ladungsträger, die sich in der während des
Auftretens eines Taktimpulses e1 unterhalb von 5 ausgebildeten Potential senke P51
befinden und diese bis zu der durch das Potential P4 gegebenen randseitigen Potentialschwelle
auffüllen, in der Senke P51 zuruckbleiben.
-
Vor dem Auftreten des nächstfolgenden Taktimpulses e2 ist die Senke
P51 nach rechts durch das Potential P60 unterhalb von 6 begrenzt. Zum Zeitpunkt
t2 liegt dann ein Taktimpuls e2 an dem Transfergate 6, so daß sich unter diesem
eine Potentialsenke P61 bildet, an die das in P51 befindliche Ladungspaket nach
Beendigung des Taktimpulses e1 weitergegeben wird.
-
In Fig. 1 ist der zum Zeitpunkt t2 auftretende Verlauf des Oberflächenpotentials
durch eine ausgezogene Linie dargestellt und mit s1 bezeichnet. Das an die Senke
P61 weitergegebene Ladungspaket wird von dieser nur zum Teil aufgenommen, da die
rechtsseitige Begrenzung der Senke P61 durch das Potential P5 gebildet wird, das
sich unterhalb des Eingangsgate 7 in Abhängige 4 von
dem jeweils
anliegenden Eingangssignal ue ausbildet.
-
Durch eine dem Anschluß 7a zusätzlich zugeführte Vorspannung wird
der Gleichspannungsanteil von ue so eingestellt, daß sich für den an 7a auftretenden
Spannungshub ein Potentialhub aP ; ergibt. Für den minimalen 5 Signalspannungswert,
der ein Oberflächenpotential P50 erzeugt, soll das gesamte, durch die Flächen F1
und F2 dargestellte Ladungspaket von der Senke P61 gerade aufgenommen werden. Bei
dem betrachteten mittleren Eingangssignalwert, der das Potential P5 ergibt, wird
jedoch der durch F1 gegebene Teil des Ladungspaketes beim Auftreten des Taktimpulses
14 wegen des Potentials P81 unterhalb des zweiten Gate 8 in die wegen des Takt impulses
1 unterhalb von 9 gebildete Senke P91 transportiert, was durch den Pfeil 15 angedeutet
ist. Der durch F1 gekennzeichnete Teil des Ladungspaketes stellt also en erstes
Teilladungspaket dar, das mit größer werdendem Eingangssignal ue anwächst. Daher
wird das Eingangssignal durch das erste Teilladungspaket (F1) positiv bewertet.
-
Zum Zeitpunkt t3 besteht unterhalb des zweiten Gate 8 eine Potentialschwelle
P80, die den rechten Rand einer Potentialsenke P5 darstellt, deren linker Rand durch
das nach Beendigung des Taktimpulses e2 unterhalb des Transfergate 6 bestehende
Potential P60 gebildet wird.
-
In Fig. 1 ist der Verlauf des gesamten Oberflächenpotentials der Eingangsstufe
ES1 zum Zeitpunkt t3 mit s2 bezeichnet und durch eine ausgezogene Linie dargestellt.
Wie hieraus hervorgeht, befindet sich das mit F2 bezeichnete, zweite Teilladungspaket
zu diesem Zeitpunkt in der Senke P5. Dabei ist vorausgesetzt, daß der Potentialwert
P80 um einen vorgegebenen Betrag A unterhalb von P50 liegt. Zum Zeitpunkt t4 ist"idann
die
Potential schwelle P80 beim Auftreten des Taktimpulses 16 wieder durch den Potentialwert
P81 ersetzt, wobei das zweite Teilladungspaket in die durch den gleichzeitig auftretenden
Taktimpuls 1 gebildete Senke P91 transportiert wird (Pfeil 17).
-
Das erste Teilladungspaket F1 und das zweite Teilladungspaket F2 sind,
da sie sich zu einer konstanten Ladungsmenge ergänzen, zueinander komplementär.
Dabei ist das erste Teilladungspaket F1 um so größer und das zweite Teilladungspaket
F2 um so kleiner, je größer der zu Beginn des Taktimpulses 14 auftretende Wert des
Eingangssignals ue ist. Das erste Teilladungspaket F1 bewertet also das Eingangssignal
ue positiv, während das zweite Teilladungspaket F2 das Signal ue negativ bewertet.
Unter dem Einfluß der in Fig. 2f bis Fig. 2i dargestellten Taktimpulsspannungen
1 bis 4 ist das erste Teilladungspaket F1 bereits unten der Transferelektrode 13
angelangt, wenn das zweite Teilladungspaket F2 unter die Transferelektrode 9 verschoben
wird.
-
Dabei weisen die Taktimpulsspannungen ud, e1 und e2 Taktfrequenzen
auf, die der halben Taktfrequenz der Impuls spannungen g1 und 1 bis 4 entsprechen.
-
Fig. 3 zeigt eine Eingangsstufe ES2, die mit der in Fig. 1 dargestellten
strukturell übereinstimmt. Die bereits beschriebenen Schaltungsteile und Potentialwerte
sind daher in Fig. 3 mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Stufe ES2 ist zum
Unterschied von ES1 bezüglich des zweiten Gate 8 mit einer Taktimpulsspannung g2
beschaltet, die in Fig. 2e in ihrem zeitlichen Verlauf dargestellt ist. Dabei ist
die Taktfrequenz von g2 halb so groß wie die von g1 und entspricht damit der Taktfrequenz
der Spannungen und, e1
und ##2. Fig. 2e zeigt daher nur einen Taktimpuls
18 von #g2, der zeitlich mit dem Taktimpuls 16 von #g1 zusammenfällt, während keine
den Taktimpulsen 14 und 19 entsprechenden Taktimpulse vorhanden sind.
-
Der untere Spannungswert von g2 entspricht dem minimalen Wert des
Eingangssignals ue, während der obere Spannungswert von g2 den Maximalwert des Eingangssignals
u, e nicht unterschreiten darf. Die übrigen in den Figuren 2a bis 2c und 2f bis
2g dargestellten Taktimpulsspannungen werden auch der Eingangsstufe ES2 zugeführt.
-
Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der Eingangsstufe ES2 sei davon
ausgegangen, daß zum Zeitpunkt t5 der in Fig. 3 mit kontinuierlichen Linien eingezeichnete
und mit 53 bezeichnete Verkauf des Oberflächenpotentials gilt. Dabei entspricht
das Oberflächenpotential unterhalb des Transfergate 6 dem Wert P60, während der
untere Spannungswert von g2 unter dem zweiten Gate 8 ein Potential P80' erzeugt,
das dem Potential P50 gleichkommt. Das während des Auftretens eines Taktimpulses
e2 in der Senke P61 befindliche Ladungspaket wird dann nach der Beendigung dieses
Impulses in den Halbleiterbereich unterhalb der Elektroden 7 bis 9 transportiert.
Dabei wird das gesamte Ladungspaket für den Fall, daß gerade der maximale Wert des
Eingangssignals ue anliegt, von der Potentialsenke P5 aufgenommen. Für den Fall
eines mittleren Eingangssignalwertes, der das dargestellte Potential Ps entstehen
läßt, gelangt ein erstes Ladungspaket, das in Fig. 3 mit F1' bezeichnet ist, über
die Schwelle P80' in die Potentialsenke P91, die wegen des gleichzeitigen Auftretens
eines Taktimpulses 1 untertgálb
der Elektrode 9 gebildet wird.
Ein zweites Ladungspaket, das durch F2' angedeutet ist, verbleibt zunächst in der
Potentialsenke P5. Erst beim Auftreten des Taktimpulses 18 zum Zeitpunkt t4 (Fig.
2e) gelangt dann auch das zweite Teilladungspaket F2' in die neuerlich entstandene
Potentialsenke P91. Das erste Teilladungspaket F1' bewertet hierbei den zum Zeitpunkt
der Beendigung des Taktimpulses e2 abgetasteten Wert des Eingangssignals ue negativ,
während das zweite Teilladungspaket F2' diesen Signalwert positiv bewertet. Wenn
F2' in die Senke P91 gelangt, ist das erste Teilladungspaket F1' unter dem Einfluß
der Taktimpulsspannungen 1 bis 4 bereits unter die Elektrode 13 verschoben worden.
-
Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäß ausgebildetes CTD-Transversalfilter,
das auf einem dotierten Halbleiterkörper 22, z. B. aus p-leitendem Silizium, aufgebaut
ist. Der Halbleiterkörper 22 ist mit einer dünnen, elektrisch isolierenden Schicht
23 bedeckt, die z. B.
-
aus SiO2 besteht. Das Transversalfilter weist eine Eingangsstufe ES1
auf, die der anhand von Fig. 1 beschriebenen entspricht. Ihr Anschluß 7a bildet
den Filtereingang, der mit einem Eingangssignal ue beschaltet ist. An die Stufe
ES1 schließen sich die zu einer ersten CTD-Stufe S1 gehörenden Transferelektroden
9 bis 12 an, die bereits in Fig. 1 dargestellt sind. Sie sind über ihre Anschlüsse
mit den Taktimpulsspannungen 1 bis 4 belegt. Weitere, jeweils mit vier Transferelektroden
ausgestattete und mit 1 bis 4 beschaltete CTD-Stufen sind mit S2 bis S8 bezeichnet.
-
Die Stufen S3, S4 und S7 sind gegenüber den jeweils vorgeordneten
Stufen in ihrer Breite reduziert. An die hierdurch gebildeten, überstehenden Teile
der letzten Transferelektroden von S2, 53 und S6 sind Ausgangsstufen 24 bis 27 angekoppelt.
-
Die Ausgangsstufen 24 bis 27 sind z. B. mit intermittierend von äußeren
Potentialen freigeschalteten Diffusionsgebieten oder Gateelektroden versehen, die
mit einer Transistorstufe verbunden sind, wie dies beispielsweise in den 1974 WESCON
Technical Papers, Vol. 18, Session 2/1, nCharge-Coupled Devices - An Overview" von
W. F.
-
Kosonocky auf Seite 7 beschrieben wird.
-
In Fig. 5 ist eine mögliche Ausfuhrungsform einer der Ausgangsstufen
24 bis 27 dargestellt. Sie besteht aus einem im Halbleiterkörper 22 angeordneten
Diffusionsgebiet 38, das über einen Transistor 39, dem eine Taktimpulsspannung gateseitig
zugeführt wird, intermittierend auf ein an einem Anschluß 40 anliegendes Referenzpotential
UR rückgesetzt wird. Nach dem Sperren des Transistors 39 befindet sich das Gebiet
38 in einem von äußeren Potentialen freigeschalteten Zustand, der auch als "floating"
bezeichnet wird. Ladungspakete, die hierbei in das Gebiet 38 eindringen, verändern
dessen Potential und damit die Gatespannung eines Transistors 41, der in Serie mit
einem Lastelement 42 über die Anschlüsse 43 und 44 an die Betriebsspannung UDD und
an das Bezugspotential VO geschaltet ist. Das Lastelement 42 ist in Fig. 5 als ein
Feldeffekttransistor dargestellt, dessen Gate mit seinem Sourceanschluß verbunden
ist. Der Schaltungsausgang 45 liegt in Fig. 5 an dem die Elemente 41 und 42 verbindenden
Schaltungspunkt.
-
Die Ausgänge der jeweils entsprechend Fig. 5 ausgebildeten Stufen
24 bis 27 sind in Fig. 4 mit 45 bis 45 bezeichnet und mit einem Filterausgang FA
verbunden.
-
Von der Eingangsstufe ES1 werden in der beschriebenen Weise erste
und zweite Teilladungspakete in die Stufe S1 eingegeben. Mittels der Taktimpulsspannungen
1 bis 4 werden diese schrittweise in Richtung auf die Ausgangsstuien 24 bis 27 weitertransportiert.
Man kann z. B.
-
davon ausgehen, daß zu einem Zeitpunkt t6 (Fig. 6) durch die rückwärtige
Flanke eines Taktimpulses 41 ein Teil eines ersten Teilladungspaketes aus der Stufe
S2 in die Ausgangsstufe 24 transportiert wird, die vorher durch einen Taktimpuls
R1 auf das Referenzpotential UR rückgesetzt worden war. Da R1 vor dem Auftreten
von 41 beendet war, wird in der Ausgangsstufe 24 von den in 24 eindringenden Ladungsträgern
ein am Ausgang 45 abgreifbares Teilsignal abgeleitet. Diese Ladungsträger entsprechen
dabei dem Teil des ersten Teilladungspaketes, der bei einer gleichmäßigen Verteilung
desselben über die ganze Breite der letzten Transferelektrode von S2 auf die Breite
B24 der Ausgangsstufe 24 entfällt.
-
Während des Auftretens von 41 befinden sich weitere erste Teilladungspakete
in den Stufen S4, S6 und S8 und zweite Teilladungspakete in den Stufen S1, S3, S5
und S7. Von diesen werden durch die rückwärtige Flanke von 41 ein der Breite B25
entsprechender Anteil eines zweiten Teilladungspaketes in die Stufe 25, ein der
Breite B26 entsprechender Anteil eines ersten Teilladungspaketes in die Stufe 26
und ein der Breite der Stufe S8 entsprechender Anteil eines ersten Teilladungspaketes
in die Stufe 27 transportiert. Von den genannten
Anteilen dieser
Teilladungspakete werden in den Stufen 25 bis 27 Teilsignale abgeleitet, die an
den Ausgängen 45' bis 45"' abgreifbar sind.
-
In den Ausgangsstufen 24, 26 und 27, die an die geradzahligen CTD-Stufen
S2, S6 und S8 angekoppelt sind, werden somit zum Zeitpunkt t6 jeweils Anteile von
ersten Teilladungspaketen ausgewertet, in der an eine ungeradzahlige CTD-Stufe S3
angekoppelten Ausgangsstufe 25 dagegen ein Anteil eines zweiten Teilladungspaketes.
-
In der nächstfolgenden Taktimpulsperiode werden durch die rückwärtige
Flanke von 42 zum Zeitpunkt t7 Jeweils Anteile derJenigen Teiliadungspikete, die
das Eingangssignal ue nach den entgegengesetzten Vorzeichen bewerten, den Ausgangsstufen
24 bis 27 zugeführt. Da aber der Taktimpuls R2 zu diesem Zeitpunkt nicht abgeschaltet
ist, werden von diesen Anteilen keine Teilsignale abgeleitet. Erst zum Zeitpunkt
t8, d. h. beim Auftreten der rückwärtigen Flanke von 43, befinden sich die Gebiete
38 der Ausgangsstufen wieder im Zustand des Ufloating, so daß von den dann auftretenden
Anteilen von Teilladungspaketen, die ue nach denselben Vorzeichen bewerten wie die
zum Zeitpunkt t6 in die Stufen 24 bis 27 eingebrachten Anteile, wieder Teilsignale
abgeleitet werden.
-
Hieraus geht hervor, daß die Ausgangsstufen 24, 26 und 27 lediglich
Anteile der ersten Teilladungspakete auswerten, während die Ausgangsstufe 25 lediglich
Anteile der zweiten Teilladungspakete auswertet. Die an die geradzahligen CTD-Stufen
S2, S6 und S8 angekoppelten
Ausgangs stufen bewerten das Eingangs
signal um also mit einem Koeffizienten positiven Vorzeichens, während die an die
ungeradzahlige CTD-Stufe S3 angekoppelte Ausgangs stufe ue mit einem Koeffizienten
negativen Vorzeichens bewertet. Die absoluten Beträge der Koeffizienten stehen dabei
zueinander im Verhältnis der Breiten B24, B25, B26 und der Breite von S8.
-
Dabei ist die Taktfrequenz der Taktimpulsspannung RS durch die die
Ausgangsstufen 24 bis 27 intermittierend auf die Referenzspannung UR rückgesetzt
werden, halb so groß wie die Taktfrequenz der Taktimpulsspannungen 1 bis 4. Die
Taktimpulse von R' Z. 3. R1 und sind so lang, daß sie zum Zeitpunkt t7 des Auftretens
der jeweils nicht auszuwertenden Teilladungspakete die Ausgangsstufen 32 bis 35
auf der Bezugs spannung UR halten.
-
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung tritt am Filterausgang FA (Fig.
4) eine Ausgangsspannung auf, die sich aus der Summe der Jeweils zu den Zeitpunkten
t6, t8 usw. an den Ausgängen 45 bis 45"' erhaltenen Teilsignale zusammensetzt. Sie
entspricht dem durch das Transversalfilter gefilterten Eingangssignal ue.
-
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von Fig.
4 dadurch unterscheidet, daß den Ausgangsstufen 24 bis 27 jeweils eigene CTD-Ubertragungskanäle
28 bis 31 zugeordnet sind. Diese sind voneinander durch streifenförmige Dickschichtbereiche
der isolierenden Schicht 23 getrennt, was in Fig. 7 durch entsprechende Zwischenräume
angedeutet ist. Dabei entstehen vier nebeneinanderliegende CTD-Stufen S1' bisS?N,
deren Breiten jeweils den Breiten der Ausgangsstufen 24 bis 27
entsprechen.
In analoger Weise sind auch die weiteren CTD-Stufen auf die einzelnen Kanäle 28
bis 31 aufgeteilt. Die in einzelne Teilstücke unterteilten Transferelektroden sind
in gleicher Weise wie in Fig. 4 mit den Taktimpulsspannungen 1 bis 4 beschaltet,
was in Fig. 7 durch senkrecht verlaufende Verbindungsleitungen zwischen den Teilstücken
angedeutet ist. Zwischen den ersten Transferelektroden der Stufen Sl' bis S1 t und
der Eingangsstufe ESl befindet sich noch eine mehrteilige Elektrode, deren Teilelektroden
33 bis 35 Jeweils den Breiten der Stufen S1 bis S1'V entsprechend bemessen sind,
untereinander leitend verbunden sind und über einen Anschluß 32a an einer konstanten
Spannung liegen, die zweckmäßigerweise der halben Amplitude der Taktimpulsspannungen
1 bis 4 entspricht.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufteilung der von ES7
eingegebenen Teilladungspakete auf die einzelnen Ausgangs stufen 24 bis 27 bereits
im Bereich der Teilelektroden 23 bis 35, ohne daß die Arbeitsweise des Transversalfilters
hierdurch beeinflußt wird.
-
Zur Vereinfachung des Ausftihrungsbeispiels nach Fig. 7 kann die geteilte
Elektrode 32 bis 35 auch entfallen.
-
Hierbei sind dann die ersten Transferelektroden der Stufen S7' bis
S1tV der Eingangs stufe ES1 unmittelbar benachbart und übernehmen die Aufteilung
der von ES1 eingegebenen Teilladungspakete auf die Ausgangs stufen 24 bis 27.
-
Nach einer anderen Ausgestaltung des CTD-Transversalfilters nach der
Erfindung wird die Eingangsstufe ES1 in Fig. 4 oder Fig. 7 durch die anhand von
Fig. 3 ausführlich beschriebene Eingangsstufe ES2 ersetzt
Da hierbei
die ersten Teilladungspakete F1' (Fig. 3) das an 7a aiiiiegende Eingangs signal
ue jeweils negativ bewerten, während ue durch die zweiten Teilladungspakete F2'
positiv bewertet wird, sind die Ausgangsstufen 24, 26 und 27 unter sonst gleichen
Bedingungen mit negativen Bewertungskoeffizienten versehen, während die Ausgangs
stufen 25 einen positiven Bewertungskoeffizienten aufweist.
-
Bisher wurde von einem CTD-Transversalfilter ausgegangen, das als
eine SCCD-Anordnung ausgebildet ist. Hierunter versteht man eine ladungsgekoppelte
Anordnung, bei der die Ladungen an der Oberfläche des Halbleiterkörpers 22 verschoben
werden. Darüber hinaus kann die Erfindung auch mit CTD-Anordnungen realisiert werden,
bei denen ein Ladungstransport im Inneren des Halbleiterkörpers 22 erfolgt und die
unter der Bezeichnung "BCCD" zusammengefaßt werden. Allgemein ist bei der Erfindung
jede Anordnung einsetzbar, die unter den Begriff Ladungsverschiebeanordnung (CTD)
fällt, wie er beispielsweise in dem Buch von Sequin und Tompsett "Charge Transfer
Devices" auf den Seiten 1 bis 18 erläutert ist. Diese Ladungsverschiebeanordnung
können dabei entsprechend ihrem Aufbau im Zwei-, Drei-, Vier- und Mehrphasenbetrieb
arbeiten.
-
Wird das CTD-Transversalfilter nach der Erfindung in bzw. auf einem
n-leitenden Siliziumkörper 22 vorgesehen, so sind die in den Figuren 2 und 6 dargestellten,
positiven Taktimpulsspannungen durch entsprechende negative Spannungen zu ersetzen.
-
6 Patentansprüche 7 Figuren 4