DE3109509C2

DE3109509C2 - Aus mehreren CCD-Elementen bestehende Schaltungsanordnung für elektrische Filterschaltungen

Info

Publication number: DE3109509C2
Application number: DE19813109509
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 8000 München Kaschte; Roland Dipl.-Ing. Dr. 8012 Ottobrunn Schreiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE3109509A1

Description

ΑΊΙA'2 = AiIA2(m\\ A\ + ₂ = Aj = A'i + A 2):
hierbei bedeuten als Elektrodenflächen:

Ai die Auskoppelkapazität,
A2 die Resonatorkapazitäten,
Ai eine Resonatorsummenkapazität,
ΑΊ zusammen mit A'2 eine zusammenhängende Resonator- und Auskoppelkapazitätsfläche.

50 Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt dabei

F i g. 1 eine Draufsicht des Schaltungs-Layouts,

F i g. 2 einen Teilausschnitt im Querschnitt.

Um kenntlich zu machen, daß gegenüber Fig. 2 der DE-PS 25 55 835 lediglich ein Ausschnitt aus der Gesamtstruktur dargestellt ist, sind in der vorliegenden F i g. 1 der äußere Radius mit r_a bzw. r '_a und der innere Radius mit r, bezeichnet. Auch ist aus Fig. 2 zu erkennen, wie dies aus dotiertem, d. h. relativ gut leitendem Polysilizium bestehenden Elektrodenflächen b5 in Fig. 1 zugeordnet sind. Es stellt somit die mit S/2 bezeichnete Elektrode die obere Elektrode dar, während die mit 5/1 bezeichnete Elektrode die untere Elektrodenfläche darstellt. Es besitzt also die Anord-

nung gemäß F i g. 1 bzw. gemäß F i g. 2 folgende Charakteristik.

Die abgebende Elektrode des CTD-Resonators, d.h. also seine letzte Summenelektrode A'+A'₂. ist so gestaltet, daß sowohl im Ringbereich A Ί als auch im Anschlußbereich der Ausgangsstruktur A'\ die Kapazitätsanteile der Summenelektrode und die Elektrodenlänge in den einzelnen Bereichen mit den zugehörigen Größen der übernehmenden Elektroden A, unG A₂ übereinstimmen.

Eine Dickoxidinsel B im Resonator-Kanal im Überlappungsbereich der letzten Summenelektrode A \ und der vorletzten (ganzflächigen, großen) Resonatorelektrode Az, zusammen mit dem für die Ladungsteilung erforderlichen Dickoxidsteg C gewährleisten eine Unempfindlichkeit des Kapazitätsverhältnisses gegen Justiertoleranzen der Polysiliziumelektroden, weil der CCD-Kanal zwischen den Teilelektroden A'-, und A'₂ somit alleine durch die Dickoxidkanten <*s Gebiete B und Cbestimmt ist. -°

Die Auslegung der Ausgangsstruktur als orthogonales Gebüde bietet den Vorteil einer »normierten Ausgangsstruktur für elektronische Layoutverfahren.

Bei großen Kapazitätsverhältnissen und bei Resonatorelektroden, die stark von der Rechteckform abweichen, muß schon eine »Vor-Aufteilung« der Ladungspakete unter der abgebenden Resonatorelektrode A'i-i A% erfolgen. Das Kapazitätsverhältnis des Elektrodenanteils im Kanalbereich des Resonators A₂ zum Elektrodenanteil im Ausgangsbereich A\ entspricht dabei dem geforderten Wert, dadurch werden die Ladungspakete bei der Übertragung auf die vollkommen getrennten Elektroden A\undA₂ — die wieder dem exakten Kapazitätsverhältnis entsprechen — im geforderten Teilungsverhältnis übertragen. Es kann nicht zu einer ungleichmäßigen Füllung der zwei geteilten Kapazitäten kommen.

In allgemeinen Filterstrukturen benötigt man viele Ausgangsstrukturen. Es ist deshalb vorteilhaft, bei elektronischen Layoutverfahren eine »normierte« orthogonale Struktur zu verwenden, die nur einmal optimal gewählt werden muß und dann auch beliebig verschoben und gedreht werden kann, ohne aufgrund des endlichen Auflösungsrasters der Layoutlage zu Verzerrungen in der Struktur und somit im Kapazitätsverhältnis zu führen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus mehreren CCD-Elementen bestehende Schaltungsanordnung für elektrische Filterschaltungen, bei der in sich geschlossene Leiterschleifen aus einzelnen CCD-Elementen mit Ein- bzw. Ausgangsleitungen versehen sind, die tangential zu kreisbogenförmigen Abschnitten bzw. parallel zu geradlinig verlaufenden Abschnitten von CCD-Leitungen ge- ίο führt sind, und bei der ineinander überzuführende und/oder 7U koppelnde CCD-Leitungen ein vorgegebenes Kapazitätsverhältnis haben und bei der Ladungen abgebende und aufnehmende Elektrodenflachen gleich groß sind, dadurch gekenn- ii zeichnet, daß eine Ladungsaufteilung unter abgebenden Resonatorelektroden (A\ + A\) in der Weise vorgenommen ist, daß abgebende (A\ + A'2) und aufnehmende (Ai+ A>) Elektrodenflächen bei gleicher Größe ähnliche Form haben und die Beziehung gilt

A'\/A 2 =

A\ + A 2);

hierbei bedeuten als Elektrodenflächen:

Ai die Auskoppelkapazität,
A2 die Resonatorkapazitäten,
Ai eine Resonatorsummenkapazität,
ΑΙ zusammen mit A'2 eine zusammenhängende Resonator- und Auskoppelkapazitätsfläche.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Resonatorsummenkapazität darstellenden Fläche (Ai) und den die zusammenhängende Resonator- und Auskoppelkapazitätsfläche darstellenden Flächen (A'2 und A\) eine Dickoxid-Insel ^vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickoxidinsel (B) und ein der CCD-Kanalaufteilung dienender Dickoxidsteg (C) sich unmittelbar gegenüberliegen.

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren CCD-Elementen bestehende Schaltungsanordnung für elektrische Filterschaltungen, bei der in sich geschlossene Leiterschleifen aus einzelnen CCD-Elementen mit Einbzw. Ausgangsleitungen versehen sind, die tangential zu kreisbogenförmigen Abschnitten bzw. parallel zu geradlinig verlaufenden Abschnitten von CCD-Leitungen geführt sind, und bei der ineinander überzuführende und/oder zu koppelnde CCD-Leitungen ein vorgegebenes Kapazitätsverhältnis haben und bei der Ladungen abgebende und aufnehmende Elektrodenflächen gleich groß sind.

In der DE-PS 25 55 835 ist insbesondere in deren Fig. 2 eine monolithisch integrierbare Filterschaltung angegeben, bei der als resonanzfähige Anordnung aus CCD-Elementen bestehende Leiterschleifen verwendet sind. Es muß dabei auch in geeigneter Weise für die Zuführung bzw. für die Wegführung der elektrischen Energie gesorgt werden, wobei zur Erzielung einer vorgegebenen Filtercharakteristik erschwerend hinzukommt, daß die Kapazitäten der Zu- bzw. Wegführungsleitungen in einem bestimmten Verhältnis zu den Kapazitäten der in sich geschlossenen Leiterschleife stehen müssen. Dieses Kapazitätsverhältnis bestimmt nämlich die relative Bandbreite des CCD-Resonators.

In der DE-OS 29 12 801 ist eine Ausgestaltung für die CTD-Ausgangsstruktur bzw. Eingangsstruktur beschrieben. Diese Ausgestaltung berücksichtigt jedoch nur CTD-Elektroden, die annähernd rechteckig sind und etwa gleiche Elektrodenlänge der Ausgangsstruktur und der Resonator-Elektroden voraussetzt. Diese Voraussetzungen sind im allgemeinen nur bei Resonatoren erfüllt, bei denen das Kapazitätsverhältnis C= CW Caus und die Anzahl der Resonanzelektroden A/fin der Relation /V_£/C> 2 stehen.

Schließlich ist noch aus der DE-AS 28 31 398 eine aus CTD-Elementen bestehende Filterschaltung bekannt, bei der Ladung abgebende und Ladung aufnehmende Elektrodenflächen gleich groß sind.

Die vorsteherden Ausführungen lassen erkennen, daß die schaltungstechnische Realisierung von solchen CCD-Koppelstrukturen, insbesondere bei der Realisierung exakt vorgegebener Kapazitätsverhältnisse, mi! gewissen Schwierigkeiten verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltungs-Layout anzugeben, bei dem einerseits die Möglichkeit besteht, die Zu- bzw. Wegführungsleitungen tangential an kreisbogenförmige Abschnitte der in sich geschlossenen Leiterschleife heranzuführen. Auch soll für solche Resonatoren mit definierter Bandbreite eine Ausgangsstruktur gefunden werden, die eine exakte Berechnung der Kapazitätsverhältnisse erlaubt und bei der überdies das Kapazitätsverhältnis nicht von Fertigungstoleranzen abhängt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die einleitend genannten Schaltungsanordnungen in der Weise gelöst, daß eine Ladungsaufteilung unter abgebenden Resonatorelektroden (Α'ι + ΑΊ) in der Weise vorgenommen ist, daß abgebende (ΑΊ + A 2) und aufnehmende (A\ + A2) Elektrodenflächen bei gleicher Größe ähnliche Form haben und die Beziehung gilt