DE3543665A1 - INPUT CIRCUIT FOR CHARGED COUPLING ELEMENTS - Google Patents

INPUT CIRCUIT FOR CHARGED COUPLING ELEMENTS

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DE3543665A1
DE3543665A1 DE19853543665 DE3543665A DE3543665A1 DE 3543665 A1 DE3543665 A1 DE 3543665A1 DE 19853543665 DE19853543665 DE 19853543665 DE 3543665 A DE3543665 A DE 3543665A DE 3543665 A1 DE3543665 A1 DE 3543665A1
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Burghard Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. DDR 1130 Berlin Korneffel
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Veb Werk Fuer Fernsehelektronik Im Veb Kombinat Mikroelektronik Ddr 1160 Berlin
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Description

Eingangeschaltung für ladungsgekoppelte BauelementeInput circuit for charge coupled devices

Die Erfindung beinhaltet ein neuartiges Konzept einer Eingangsschaltung für ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD). Solcherart Bauelemente finden vielfältige Anwendung in der Mikroelektronik und in der Optoelektronik, sowohl in Form einzelner Zeilen, als auch in zu flächenförmigen Anordnungen zusammengefaßten Zeilen.The invention includes a novel concept of a Input circuit for charge coupled devices (CCD). Such components are used in a variety of ways in microelectronics and optoelectronics, both in the form of individual lines and in flat lines Arrangements of combined lines.

Bei ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD) sind zwei Arten von Eingabeschaltungen bekannt. Zum einen die sogenannten elektrischen Signaleingänge und zum anderen Referenzladungsgeneratoren. Ein typischer Vertreter der ersten Gruppe iet die Eingangsschaltung nach der "fill and spill1*- Methode. Dabei grenzt an die erste Elektrode eines CCD-Schieberegisters ein Diodengebiet an. An diese erste Elektrode wird eine Gleichspannung gelegt. Die zweite Elektrode i»t die eigentliche Eingangselektrode. An sie wird das elektrische Signal gelegt, zu dem proportionale Ladungepakete erzeugt werden sollen, die dann im nachfolgenden CCD-Register, die dritte, vierte und alle weiteren Elektroden sind bereits Registerelektroden, im Rhythmus der Taktfrequenz von Zelle zu Zelle verschoben werden. Zum Betrieb wird an das Eingangsdiodengebiet eine Impulsspannung gelegt, deren Frequenz gleich der Taktfrequenz ist und durch die das Diodengebiet von einem ausreichend hohen Sperrpegel für jeweils einen kurzen Zeitraum auf eine definierte kleinere Sperrspannung gebracht wird. Des-Two types of input circuits are known in charge coupled devices (CCD). On the one hand the so-called electrical signal inputs and on the other hand reference charge generators. A typical representative of the first group uses the "fill and spill 1 *" method of input circuitry. A diode area adjoins the first electrode of a CCD shift register. A direct voltage is applied to this first electrode. The second electrode is the The electrical signal is applied to it, to which proportional charge packets are to be generated, which are then shifted from cell to cell in the following CCD register, the third, fourth and all other electrodes are already register electrodes in the rhythm of the clock frequency. For operation, a pulse voltage is applied to the input diode area, the frequency of which is equal to the clock frequency and by means of which the diode area is brought from a sufficiently high blocking level to a defined lower blocking voltage for a short period of time.

halb nur ein "kurzer Zeitraum", weil nach dem "Auffüllen" (fill) der Potentialmulde unter der zweiten Elektrode (der Eingangselektrode), das während der kleinen Sperrspannung geschieht, genügend Zeit zum "Zurückfließen" (spill) der überschüssigen Ladung aus der Potentialmulde unter der zweiten Elektrode über die Potentialbarriere unter der ersten Elektrode ins Eingangsdiodengebiet vorhanden sein muß, bevor die Ladungaus der Potentialmulde in die nachfolgende Registerzelle übernommen wird. Dieses "Zurück- ^q fließen" kann nur erfolgen, wenn das Eingangsdiodengebiet auf dem ausreichend hohen Sperrpegel liegt.semi only a "short time period" because after the "padding" (fill) of the potential well below the second electrode (input electrode), which happens during the small reverse voltage, enough time to "flow back" (spill) of the excess charge from the potential well must be present under the second electrode via the potential barrier under the first electrode in the input diode area before the charge from the potential well is transferred to the following register cell. This "back flow" can only take place if the input diode area is at the sufficiently high blocking level.

Ein typischer Vertreter der zweiten Gruppe ist ein sogenannter Weißwertgenerator, wie er bei optischen CCD-Sensorzeilen angewandt wird (z.B. CCD 133 von Fairchild und L 133 von VEB WF). Der Weißwertgenerator wird mit demjenigen Impuls gesteuert, der den Transfer der optisch erzeugten Signalladungen aus den Sensoren ins CCD-Schieberegister auslöst. Dieser Impuls liegt an den Elektroden des Weißwertgenerators, während das wiederum an die erste Elektrode angrenzende Diodengebiet auf einem konstanten Gleichspannungspegel gehalten wird.A typical representative of the second group is a so-called white value generator, as it is used in optical CCD sensor lines is used (e.g. CCD 133 from Fairchild and L 133 from VEB WF). The white level generator comes with the one Impulse controlled, which transfers the optically generated signal charges from the sensors to the CCD shift register triggers. This pulse is applied to the electrodes of the white value generator, while that in turn is applied to the first electrode adjacent diode area is kept at a constant DC voltage level.

Üblicherweise ist ein CCD-Register nur rait einer Eingangsschaltung einer der beiden Gruppen versehen. In der DD-Patentanmeldung WP H 01 L/2 53669/1 wird eine komplexe Eingangsschaltung vorgeschlagen, mit der sowohl eine elektrische Signaleingabe als auch eine Generierung von Weißsignalen möglich ist. Damit wird eine gleichzeitige Verarbeitung von elektrischen und optischen Signalen ermöglicht.Usually a CCD register is only part of an input circuit one of the two groups. In the DD patent application WP H 01 L / 2 53669/1 a complex input circuit proposed with both an electrical signal input and a generation of white signals is possible. This enables the simultaneous processing of electrical and optical signals.

Zur Funktion des elektrischen Signaleingangs wird dabei die oben erläuterte spezielle Impulsspannung am Eingangsdiodengebiet benötigt, während die Weißwertgenerierung über den erwähnten Transferimpuls geschieht.For the function of the electrical signal input, the special pulse voltage explained above is used at the input diode area required, while the white value generation takes place via the transfer pulse mentioned.

Bei den bekannten Weißwertgeneratoren steht für das "Zurückfließen" von überschüssiger Ladung nur die Zeitdauer einer Taktflanke des Transferimpulses zur Verfügung. Da-In the case of the known white value generators, the "flowing back" of excess charge, only the duration of one clock edge of the transfer pulse is available. There-

durch ist bei sehr steilen Impulsen die Größe der generierten Referenzladung nicht allzu präzise bestimmt.This means that the size of the reference charge generated is not determined too precisely in the case of very steep pulses.

Ziel der Erfindung war, die dem Stand der Technik anhaftenden Mangel zu beseitigen.The aim of the invention was that which adhered to the prior art To eliminate deficiency.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Eingangsschaltung für ladungsgekoppelte Bauelemente zu konstruieren, die sowohl für elektrische Signaleingabe als auch für die Generierung von Referenzladungen genutzt werden kann, keine besondere Impulsspannung benötigt und Referenzladungen mit großer Genauigkeit erzeugt.The invention was based on the object of constructing an input circuit for charge-coupled devices, which are used both for electrical signal input and for generating reference charges can, no special pulse voltage required and reference charges generated with great accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Eingangsschaltung konstruiert, die ein neuartiges Konzept der Ladungseingabe verwirklicht. Weiterhin wird in dieser Schaltung eine räumliche Trennung der Gebiete, die zum "Auffüllen" einer Potentialmulde mit Ladung dienen, von Gebieten, die zum Abfließen überschüssiger Ladung bestimmt sind, erreicht· To solve this problem, an input circuit is constructed that uses a novel concept of charge input realized. Furthermore, in this circuit a spatial separation of the areas, which are to be "filled in" serve as a potential well with charge, reached by areas that are intended for the drainage of excess charge

Das Wesen der Erfindung wird erläutert unter der Annahme, daß das CCD-Schieberegister ein Zweiphasen-Register (bzw. Vierphasen-Register) ist, bei dem an einer Phase die Taktimpulsfolge liegt, während die andere Phase auf einem Gleichspannungspegel gehalten wird. Damit ist gleichzeitig der Betriebsmodus eines Einphasenregisters mit erfaßt. Sollen die erfindungsgemäßen Gedanken für ein Dreiphasenregister wie auch für ein Zweiphasen-Register (bzw. Vierphasen-Register), bei dem an beiden Phasen Taktimpulsfolgen liegen, verwendet werden, so ergeben sich für die Steuerspannungen der einzelnen Elektroden der Eingangsschaltung gewisse Pegelverschiebungen, die dem Fachmann nicht näher erläutert werden brauchen.The essence of the invention is explained on the assumption that that the CCD shift register is a two-phase register (or four-phase register) in which the clock pulse sequence is applied to one phase while the other phase is held at a DC voltage level. This is at the same time the operating mode of a single-phase register is also recorded. Should the inventive idea for a three-phase register as well as for a two-phase register (or four-phase register) in which clock pulse trains are applied to both phases are used, then result for the control voltages of the individual electrodes of the input circuit have certain level shifts that are not more specific to the person skilled in the art need to be explained.

Srfindungsgemäß ist die Eingangsschaltung folgendermaßen konstruiert:According to the invention, the input circuit is as follows constructed:

Am Anfang des CCD-Schieberegisters, nur durch eine Steuerelektrode mit dem darunterliegenden Steuergebiet von diesem getrennt, ist ein Signalgebiet angeordnet, welches vorzugsweise von einer Signalelektrode kontrolliert wird, in dem sich eine Potentialmulde ausbildet. Die Tiefe dieser Mulde ist bei Vorhandensein einer Signalelektrode proportional zu der an ihr liegenden Spannung. Zwischen dem Signalgebiet und einem Diodengebiet ist ein Abflußgebiet, welches von einer Abflußelektrode kontrolliert sein kann, positioniert, das etwa die gleiche Breite wie das Signalgebiet hat (unter Breite wird das geometrische Maß senkrecht zur Transportrichtung des CCD-Registers verstanden). Senkrecht zur Transportrichtung des CCD-Registers grenzt das Signalgebiet an ein Zuflußgebiet, welches von einer Zuflußelektrode kontrolliert sein kann, an das sich wiederum ein Schöpfgebiet mit darüberliegender Schöpfelektrode anschließt. Dieses letztere wird durch ein Obertragungsgebiet mit darüberliegender Übertragungselektrode von einem Diodengebiet getrennt, wobei dieses Diodengebiet vorzugsweise mit demjenigen, welches an das Abflußgebiet grenzt, elektrisch verbunden ist. Klassifiziert man die erwähnten Elektroden nach den bei Zweiphasen-CCD's üblichen Begriffen, so zählen die Signal- und die Schöpfelektrode zu Speicherelektroden, d.h. unter ihnen bilden sich Potentialmulden heraus, in denen Ladungen gespeichert werden können. Die Abfluß-, Zufluß-, Obertragungs- und Steuerelektrode sind danach Transferelektroden, d.h. unter ihnen bilden sich gegenüber den Speichergebieten Potentialbarrieren aus, die Signalladungen passieren diese Bereiche nur während des Transfers von einem Speichergebiet zum anderen bzw. beim Transfer zwischen Diodengebieten und Speichergebieten, Die an die Steuerelektrode angrenzende erste CCD-Registerelektrode ist eine Speicherelektrode, an der die Taktimpulsfolge liegt.At the beginning of the CCD shift register, only separated from it by a control electrode with the control area below it, there is a signal area which is preferably controlled by a signal electrode in which a potential well is formed. If a signal electrode is present, the depth of this trough is proportional to the voltage across it. A drainage area, which can be controlled by a drainage electrode, is positioned between the signal area and a diode area and has approximately the same width as the signal area (width is understood to be the geometric dimension perpendicular to the transport direction of the CCD register). At right angles to the transport direction of the CCD register, the signal area borders on an inflow area, which can be controlled by an inflow electrode, which in turn is adjoined by a scoop area with a scoop electrode located above. This latter is separated by a Obertragungsgebiet with overlying transfer electrode of a diode region, said diode region is preferably electrically connected to that which is adjacent to the drain region. If the electrodes mentioned are classified according to the terms customary for two-phase CCDs, then the signal and scoop electrodes count as storage electrodes, ie potential wells form below them, in which charges can be stored. The outflow, inflow, transfer and control electrodes are then transfer electrodes, ie potential barriers are formed under them in relation to the storage areas, the signal charges only pass through these areas during the transfer from one storage area to the other or during the transfer between diode areas and storage areas the first CCD register electrode adjoining the control electrode is a storage electrode on which the clock pulse train is located.

Die elektrische Signaleingabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen realisiert jThe electrical signal input is implemented according to the invention as follows j

Die Übertragungs-, Schöpf- und Steuerelektrode werden mit der für das CCD-Register benötigten Taktimpulsfolge gespeist. Falls das Zuflußgebiet von einer Elektrode kontrolliert wird, so wird diese Zuflußelektrode mit einer Gleichspannung versorgt, vorzugsweise wird sie dazu mit der zweiten Phase des CCD-Registers, welches auf einem Gleichspannungspegel liegt, verbunden. Die beiden Diodengebiete, welche vorzugsweise miteinander verbunden sind, werden mit einer Gleichspannung ausreichender Größe, wozu weiter unten nähere Erläuterungen erfolgen, in Sperrichtung gepolt. An die Signalelektrode wird normalerweise das elektrische Eingangssignal gelegt. Falls das Abflußgebiet von einer Elektrode kontrolliert wird, so wird diese Abflußelektrode auf einem Gleichspannungspegel gehalten, wofür vorzugsweise die die zweite Phase des CCD-Registers steuernde Gleichspannung genommen wird. Ein Betrieb ist jedoch auch mit vertauschten Zuführungen für(tliese beiden Elektroden möglich, d.h. das Eingangssignal wird an die Abflußelektrode gelegt, während die Signalelektrode mit der erwähnten Gleichspannung gespeist wird.The transmission, scoop and control electrodes are fed with the clock pulse sequence required for the CCD register. If the inflow area is controlled by an electrode, this inflow electrode is supplied with a direct voltage; for this purpose it is preferably connected to the second phase of the CCD register, which is at a direct voltage level. The two diode regions, which are preferably connected to one another, are polarized in the reverse direction with a direct voltage of sufficient magnitude, for which further explanations are given below. The electrical input signal is normally applied to the signal electrode. If the drainage area is controlled by an electrode, this drainage electrode is kept at a DC voltage level, for which purpose the DC voltage controlling the second phase of the CCD register is preferably used. Operation is, however, with reversed feeds for (tliese two electrodes is possible, that the input signal is applied to the drain electrode, while the signal electrode is supplied with said DC voltage.

Die Sperrspannung am an die Übertragungselektrode angrenzenden Diodengebiet wird so groß gewählt, daß beim High« Pegel der Taktimpulsfolge die Potentialbarriere unter der Öbertragungselektrode so weit abgesenkt wird, daß Ladungen (bezüglich Substrat sind es Minoritätsträger) aus dem Diodengebiet ungehindert in die Potentialmulde unter der Schöpfelektrode fließen können. Das Potentialniveau im Diodengebiet muß jedoch auf alle Fälle tiefer sein, als der Extremwert des Potentials im völlig an Minoritätsträgern verarmten Zuflußgebiet, so daß während des High-Pegels die aus dem Diodengebiet stammenden Ladungsträger nur in die Mulde unter der Schöpfelektrode fließen können.The reverse voltage at the adjacent to the transfer electrode The diode area is chosen to be so large that when the clock pulse sequence is high, the potential barrier is below the Transfer electrode is lowered so far that charges (with regard to the substrate, they are minority carriers) from the diode region unimpeded into the potential well below the Can flow scoop electrode. The potential level in the diode area However, it must in any case be lower than the extreme value of the potential in completely minority carriers impoverished river basin, so that during the high-level the Charge carriers originating from the diode area can only flow into the trough under the scoop electrode.

Beim folgenden Low-Pegel der Taktimpulsfolge wird das Potential unter Übertragungs- und Schöpfelektrode angehoben, und zwar so weit, daß die Potentialmulde unter derAt the next low level of the clock pulse sequence, the potential raised under transfer and scoop electrode, so far that the potential well below the

Schöpfelektrode selbst bei völliger Verarmung dieses Gebietes an Minoritätsladungsträgern immer noch flacher ist gegenüber dem Tiefpunkt des Potentials im Zuflußgebiet. Sämtliche Minoritätsladungsträger fließen somit während des Low-Pegels aus der Potentialmulde unter der Schöpfelektrode über das Zuflußgebiet in die Potentialmulde unter der Signalelektrode. Unter der ebenfalls auf Low-Pegel liegenden Steuerelektrode ist eine Potentialbarriere vorhanden, so daß ein Ladungstransfer ins nachfolgendeScoop electrode is still shallower even if this area is completely depleted of minority charge carriers compared to the low point of the potential in the inflow area. All minority charge carriers thus flow during the low level from the potential well under the scoop electrode via the inflow area into the potential well under the signal electrode. Under the also at low level lying control electrode there is a potential barrier, so that a charge transfer into the following

XQ CCD-Register unterbunden ist. Oie Potentialbarriere des Abflußgebietes ist wesentlich kleiner als diejenige des Steuergebietes. Sämtliche überschüssigen Ladungsträger aus dem Signalgebiet fließen über die Barriere des Abflußgebietes in das angrenzende Diodengebiet ab, bis das Potential im Signalgebiet den Barrierenwert im Abflußgebiet erreicht. Proportional zur Größe des an die Signalelektrode angelegten elektrischen Signals verbleibt im Signalgebiet ein Ladungspaket, welches beim nachfolgenden High-Pegel der Taktimpulsfolge ins CCD-Register hineinfließt. XQ CCD register is disabled. The potential barrier of the drainage area is much smaller than that of the control area. All excess charge carriers from the signal area flow through the barrier of the drainage area into the adjacent diode area until the potential in the signal area reaches the barrier value in the drainage area. In proportion to the size of the electrical signal applied to the signal electrode, a charge packet remains in the signal area, which flows into the CCD register at the next high level of the clock pulse train.

Denn mit der Taktspannung werden die Steuerelektrode und die erste CCD-Register-Speicherelektrode versorgt. Dadurch wird die Potentialbarriere unter der Steuerelektrode abgebaut, und die Ladungsträger können vom Signalgebiet (unter der Signalelektrode) ungehindert in die Potentialmulde unter der ersten CCD-Register-Speicherelektrode fließen» Während dieses High-Pegels fließen erneut Ladungsträger aus dem Diodengebiet über das von der Übertragungselektrode kontrollierte Übertragungsgebiet in die Potentialmulde unter der Schöpfelektrode, und der gesamte bis hierher geschilderte Vorgang der Ladungseingabe wiederholt sich.This is because the control electrode and the first CCD register storage electrode are supplied with the clock voltage. Through this the potential barrier under the control electrode is broken down, and the charge carriers can be removed from the signal area (under the signal electrode) flow unhindered into the potential well under the first CCD register storage electrode » During this high level, charge carriers flow again from the diode area via that of the transfer electrode controlled transfer area in the potential well under the scoop electrode, and the entire described up to this point The process of entering the charge is repeated.

Dadurch, daß das Abflußgebiet durch die erfindungsgemäße Konstruktion etwa die Breite des Signalgebietes aufweist, ist gesichert, daß das Potential im Signalgebiet durch Abfluß der überschüssigen Ladungsträger den durch die Potentialbarriere des Abflußgebietes festgelegten Wert erreicht. Die Größe der im Signalgebiet verbleibenden und danach ins CCD-Register fließenden Ladungspakete kann damit präzise durch die an der Signalelektrode anliegenden Spannung definiert werden. Außerdem sei darauf hingewie-The fact that the drainage area by the invention Construction approximately the width of the signal area, it is ensured that the potential in the signal area through The discharge of the excess charge carriers reaches the value determined by the potential barrier of the discharge area. The size of the charge packets remaining in the signal area and then flowing into the CCD register can thus precisely defined by the voltage applied to the signal electrode. It should also be pointed out

sen, daß im geschilderten erfindungsgemäßen Betriebsmodus jeweils die Zeitdauer einer gesamten Low» bzw. High-Phase des Taktimpulses für das Auffüllen bzw. Abfließen zur Verfügung steht. Bei der bekannten Fill- and Spill-Methode müssen Auffüllen und Zurückfließen während der alleinigen Zeitdauer der Low-Phase abgewickelt werden, was die Präzision der Ladungseingabe besonders bei hohen Taktfrequenzen gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren verschlechtert. sen that in the described operating mode according to the invention the duration of an entire low »or high phase of the clock pulse for filling or draining Available. With the well-known fill and spill method filling and backflow must be handled during the sole duration of the low phase, which is the Precision of the charge input, especially at high clock frequencies, is worsened compared to the method according to the invention.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß keine spezielle Impulsspannung für die Eingangsschaltung benötigt wird· Die vorgeschlagene Eingangsschaltung benutzt die für das CCD-Register bereitgestellte iBipulsspannung, die Eingangsdioden liegen auf einer Gleich· spannung.A particular advantage of the method according to the invention is that there is no special pulse voltage for the input circuit is required · The proposed input circuit uses the one provided for the CCD register iBipulse voltage, the input diodes are on an equal tension.

Die Verwendung des Eingangsteiles zur Eingabe einer Referenzladung (beispielsweise eines "Weißwertes") bei optischen CCD-Sensor-Zeilen geschieht erfindungsgemäß folgendermaßen: The use of the input part to enter a reference charge (for example a "white value") in the case of optical CCD sensor lines occurs according to the invention as follows:

Die Öbertragungs-, Schöpf- und Steuerelektrode werden mit den zur Realisierung des Ladungstransportes zwischen Sensorzelle und CCD-Register benötigten Transferimpulsen gespeist. Die übrigen Elektroden werden genauso wie bei der elektrischen Signaleingabe versorgt. Der an der Signalelektrode anliegende Spannungswert bestimmt die Größe der Referenzladung. Die Transferimpulsfolge besteht aus kurzen High-Phasen, die während der High-Phase eines Taktimpulses erfolgen, in ihrer Zeitdauer kürzer oder gleich der High-Phase eines Taktimpulses sind. Während der gesamten Lichtintegrationsphase der Sensorzeile dauert der Low-Pegel des Transferimpulses an.The transmission, scoop and control electrodes are with the transfer pulses required to realize the charge transport between the sensor cell and the CCD register. The remaining electrodes are supplied in the same way as for the electrical signal input. The one at the signal electrode applied voltage value determines the size of the reference charge. The transfer pulse train consists of short ones High phases that occur during the high phase of a clock pulse, shorter or the same in duration are the high phase of a clock pulse. The low level lasts during the entire light integration phase of the sensor line of the transfer pulse.

Die Erzeugung der Referenzladung geschieht prinzipiell genauso wie oben bei der elektrischen Signaleingabe geschildert. Nur mit dem Unterschied, daß das infolge einesIn principle, the generation of the reference charge takes place in the same way as described above for the electrical signal input. The only difference is that it is the result of a

Transferimpulses erzeugte Ladungspaket nicht gleich ins CCD-Register weitergegeben, sondern über die Lichtintegrationsphase und damit Low-Pegel-Phase der Transferimpulsfolge hinweg im Signalgebiet gespeichert und erst beim nächstfolgenden Transferimpuls ins CCD-Register übergeben wird.The charge packet generated by the transfer pulse is not immediately passed on to the CCD register, but rather via the light integration phase and thus the low-level phase of the transfer pulse train is stored away in the signal area and only is transferred to the CCD register with the next transfer pulse.

Die Referenzladung verändert dabei nicht ihren Wert, da sämtliche zusätzlich hinzukommenden Ladungsträger, wie zum Beispiel die thermisch generierten, ständig über das Abflußgebiet in die Eingangsdiode abfließen.The reference charge does not change its value, since all additional charge carriers such as For example, the thermally generated, constantly flowing away via the drainage area into the input diode.

Wie geschildert, kann die erfindungsgemäße Eingangsanordnung durch entsprechende Umschaltung der Versorgung fur Übertragungs-, Schöpf- und Steuerelektrode entweder zur elektrischen Signaleingabe oder zur Referenzladungsgewinnung genutzt werden.As described, the input arrangement according to the invention can by switching the supply for the transfer, scoop and control electrode to either electrical signal input or for reference charge generation be used.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist gleichzeitig eine elektrische Signaleingabe und eine Referenzladungsgewinnung möglich. Dabei wird zusätzlich zur bisher beschriebenen Eingangsanordnung eine weitere, ähnli- °he Anordnung benutzt. Die bisher beschriebene und vor der ersten CCD-Register-Elektrode positionierte Anordnung dient in diesem Falle vorzugsweise der elektrischen Signaleingabe. Die zusätzliche Anordnung wird seitlich an das CCD-Register angesetzt, dient vorzugsweise der Referenzladungsgewinnung und muß die generierte Ladung nicht unbedingt in die erste CCD-Register-Speicherelektrode übergeben. De nach konstruktiver Ausführung kann die generierte Ladung in die zweite, dritte oder noch weiter positionierte Speicherelektrode des CCD-Registers erfolgen· "Seitliche" Anordnung heißt, daß Abfluß-, Signal- und Steuergebiet, welche sich in der oben geschilderten Grundanordnung in der verlängerten "Achse" des CCD-Registers befanden, nunmehr zusammen mit den übrigen Gebieten der Eingangsschaltung senkrecht von der "Achee" weg angebracht sind. Durch diese Anordnung bedingt, kann das Abflußge-In a special embodiment of the invention, electrical signal input and reference charge generation are possible at the same time. In addition to the input arrangement described so far, a further, similar arrangement is used. The arrangement described so far and positioned in front of the first CCD register electrode is preferably used in this case for electrical signal input. The additional arrangement is attached to the CCD register laterally, preferably serves the reference charge extraction and the generated charge is not necessarily transferred to the first CCD register storage electrode. According to the design, the generated charge can take place in the second, third or even further positioned storage electrode of the CCD register. Axis "of the CCD register, now together with the other areas of the input circuit, are attached perpendicularly away from the" Achee ". Due to this arrangement, the drainage

- A
biet nicht mehr so breit sein, wie in der Grundanordnung. Bei einer Referenzpegelgewinnung mit dem Transferimpuls (Weißwerterzeugung) ist die Abflußphase überschüssiger Ladung zeitlich sehr lang, nämlich die gesamte Llchtintegrationephase. Dadurch ist trotz des schmaleren Abflußgebietes eine hohe Genauigkeit des Referenzpegels (Weißwert) gesichert.
- A
is no longer as wide as in the basic arrangement. When a reference level is obtained with the transfer pulse (white value generation), the discharge phase of excess charge is very long in terms of time, namely the entire light integration phase. This ensures a high level of accuracy of the reference level (white value) despite the narrow drainage area.

Die seitliche Anordnung kann mehrfach angebracht sein* Bei einer Weißreferenz empfiehlt es sich, zwei Weißwerte hintereinander durch das CCD-Register zu schieben· Dabei kann der erste Weißwert, durch Transferverluste bedingt, am Ende des Registers in seiner Höhe reduziert sein, während der zweite quasi unverfälscht und damit als eigentlicher Referenzpegel den Zeilenausgang erreicht.The lateral arrangement may be mounted several times * For a white reference it is recommended that two white values in succession through the CCD registers to push · It can thereby be reduced in height at the end of the register, the first white balance due to transfer losses, while the second quasi unadulterated and thus reaches the line output as the actual reference level.

Für weitere Details der zusätzlichen, seitlich angebrachten Referenzpegelanordnung sei auf das entsprechende AusfUhrungsbeispiel verwiesen.For further details of the additional, laterally attached reference level arrangement, refer to the corresponding exemplary embodiment referenced.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

Fig. 1: Schematischer Aufbau der erfindungsgemäßenFig. 1: Schematic structure of the invention

EingangsschaltungInput circuit

Querschnitt längs der Linie AA* aus Fig. 1Cross section along the line AA * from FIG. 1

PotentialdiagrammePotential diagrams

Querschnitt längs der Linie BB' aus Fig. 1Cross section along the line BB 'from FIG. 1

PotentialdiagrammePotential diagrams

Layoutzeichnung einer praktischen Ausführung der Eingangsschaltung nach Fig. 1-3Layout drawing of a practical embodiment of the input circuit according to FIGS. 1-3

Layoutzeichnung einer Ausführung der Eingangsschaltung zur zweifachen ReferenzpeLayout drawing of an embodiment of the input circuit for double reference pe

geleingabegel input

Fig.Fig. 2a:2a: Fig.Fig. 2b, c:2b, c: 25 Fig·25 fig 3a:3a: Fig.Fig. 3b, c:3b, c: Fig.Fig. 4t4t Fig.Fig. 5:5:

Die Erfindung ist sowohl für Oberflächen-CCD's als auch für Buried-channel-CCD's verwendbar. Im Ausführungsbeispiel wird von einem Zweiphasen-BCCD mit einem p-leitendee Substrat ausgegangen· Selbstverständlich ist die Erfindung auch mit η-leitenden Substraten realisierbar.The invention is applicable to both surface CCD's and can be used for buried channel CCDs. In the exemplary embodiment is powered by a two-phase BCCD with a p-type Starting out substrate · Of course, the invention can also be implemented with η-conductive substrates.

In Fig« 1 ist der schematische Aufbau der erfindungsgemäßen Eingangsschaltung dargestellt. Dabei werden die Potentiale in sämtlichen Gebieten durch darüber angeordnete Elektroden kontrolliert. Es bedeuten: 18 Übertragungselektrode, 19 Schöpfelektrode, 20 Zuflußelektrode, 21 Abflußelektrode, 22 Signalelektrode, 23 Steuerleketrode, erste BCCD-Register-Speicherelektrode, 25 Transferelektrode der zweiten Registerzelle, 26 Speicherelektrode der zweiten Registerzelle, 27 und 28 Transfer- und Speicherelektrode der dritten Registerzelle, 29 und 30 Transfer- und Speicherelektrode der vierten Registerzelle, Transferelektrode der fünften Registerzelle. Die an die Übertragungselektrode 18 und an die Abflußelektrode 21 angrenzenden Dioden sind als gemeinsames Gebiet 17 gezeichnet, welches mit der Gleichspannung U1 über die Leitung 10 versorgt wird. Die Elektroden 24, 27, 28 und 31 werden über die Taktimpulsleitung 13 mit der Taktiapulsfolge U3 gespeist. An die Gleichspannung U. sind die Elektroden 25, 26, 29 und 30 über die Gleichspannungsleitung 14 angeschlossen. Die Zuflußelektrode 20 wird mit der Gleichspannung Ug und die Abflußelektrode 21 mit der Gleichspannung U7 gespeist. Vorzugsweise kann für Uß und U- die für das BCCD-Register benötigte Gleichspannung U4 genommen werden. Die der Signalelektrode 22 über die Leitung 11 zugeführte Spannung U5 bestimmt die Größe des erzeugten Ladungspaketes. Die Obertragungs-, Schöpf- und Steuerelektrode (18, 19 und 23) werden über die Eingangsimpulsspannungsleitung 12 mit der Eingangsimpulsspannung U2 versorgt. Für U2 wird bei elektrischer Signaleingabe die Taktimpulsfolge U, genommen, bei einer Referenzpegelgewinnung fürThe schematic structure of the input circuit according to the invention is shown in FIG. 1. The potentials in all areas are controlled by electrodes placed above them. The symbols are: 18 transfer electrode, 19 scoop electrode, 20 inflow electrode, 21 outflow electrode, 22 signal electrode, 23 control electrode, first BCCD register storage electrode, 25 transfer electrode of the second register cell, 26 storage electrode of the second register cell, 27 and 28 transfer and storage electrode of the third register cell , 29 and 30 transfer and storage electrode of the fourth register cell, transfer electrode of the fifth register cell. The diodes adjoining the transmission electrode 18 and the drain electrode 21 are shown as a common area 17 which is supplied with the direct voltage U 1 via the line 10. The electrodes 24, 27, 28 and 31 are fed with the clock pulse train U 3 via the clock pulse line 13. The electrodes 25, 26, 29 and 30 are connected to the direct voltage U. via the direct voltage line 14. The inflow electrode 20 is fed with the direct voltage U g and the outflow electrode 21 with the direct voltage U 7 . The DC voltage U 4 required for the BCCD register can preferably be used for U ß and U-. The voltage U 5 supplied to the signal electrode 22 via the line 11 determines the size of the charge packet generated. The transmission, scoop and control electrodes (18, 19 and 23) are supplied with the input pulse voltage U 2 via the input pulse voltage line 12. The clock pulse sequence U, is used for U 2 when an electrical signal is input, and for when a reference level is obtained for

"to ·"to ·

optische Sensorzeilen (,Veißwerterzeugung) wird als U2 die Transferimpulsfolge verwendet.optical sensor lines (, white value generation) is used as U 2, the transfer pulse train.

In Fig. 2a ist ein vertikaler Schnitt längs der Linie AA' dargestellt. In Fig. 2b und 2c sind die Potentialverläufe für die entscheidenden Etappen der Erzeugung des Ladungspaketes unter der Signalelektrode 22 festgehalten. Die buried-channel-Speichergebiete sind mit 15, die potentialbarrierenerzeugenden Dotierungen mit 16, das Substrat mit 32, der Gateisolator mit 33 und der Feldisolator mit 34 bezeichnet.In Fig. 2a is a vertical section along the line AA ' shown. The potential curves are shown in FIGS. 2b and 2c recorded under the signal electrode 22 for the decisive stages in the generation of the charge packet. The buried-channel storage areas are 15, which generate potential barriers Dopings with 16, the substrate with 32, the gate insulator with 33 and the field insulator denoted by 34.

Das n+-Gebiet 17 wird auf dem Sperrpotential 36 gehalten (Fig. 2b). Im Kanal-Stopper-Gebiet 38 unter dem Feldisolator 34 erreicht das Potential den Substratwert 35. Liegt an den Elektroden 13 und 19 der High-Pegel von U2, so fliessen Elektronen aus dem n+-Gebiet 17 in Pfeilrichtung 42 in die Potentialmulde 46 unter der Schöpferelektrode 19, bis das Potential unter den Elektroden 18 und 19 den Wert 36 erreicht. Im völlig an Elektronen verarmten Gebiet unter der Übertragungselektrode 18 würde das Potential den Wert 37 erreichen. Beim nachfolgenden Low—Pegel von U2(FIg. 2c) fließt die Ladung unter der Schöpfelektrode 19 in Pfeilrichtung 44 über die Potentialbarriere 39, welche unter der Zuflußelektrode 20 aufrechterhalten wird, in die Potentialmulde 40 unter der Signalelektrode 22. Da zunächst die Mulde 46 (Fig. 2b) mit Elektronen "überfüllt" war, fließt, je nach Steilheit der Impulsflanke High-Low, ein kleiner Teil der Ladung in Pfeilrichtung 43 ins n+-Gebiet 17 zurück. In den schließlich völlig an Elektronen verarmten Gebieten unter den Elektroden 18 und 19 nimmt das Potential den Verlauf 48 und 49 ein. Das Fassungsvermögen der Potentialmulde 40 wird durch ihre relative Tiefe zur Potentialbarriere 41 unter der Abflußelektrode 21 bestimmt. Sämtliche überschüssigen Elektronen fließen in Pfeilrichtung 45 ins n*-Gebiet 17 ab, bis das Potential unter der Signalelektrode 22 den Barrierenwert 41 erreicht.The n + region 17 is held at the blocking potential 36 (FIG. 2b). In the channel stopper region 38 under the field insulator 34, the potential reaches the substrate value 35. If the high level of U 2 is at the electrodes 13 and 19, electrons flow from the n + region 17 in the direction of arrow 42 into the potential well 46 under the scoop electrode 19 until the potential under the electrodes 18 and 19 reaches the value 36. In the area under the transfer electrode 18 that is completely depleted of electrons, the potential would reach the value 37. At the subsequent low level of U 2 (Fig. 2c), the charge flows under the scoop electrode 19 in the direction of arrow 44 over the potential barrier 39, which is maintained under the inflow electrode 20, into the potential well 40 under the signal electrode 22 (FIG. 2b) was "overfilled" with electrons, a small part of the charge flows back into the n + region 17 in the direction of arrow 43, depending on the steepness of the high-low pulse edge. In the areas under the electrodes 18 and 19 that are ultimately completely depleted of electrons, the potential takes the course 48 and 49. The capacity of the potential well 40 is determined by its relative depth to the potential barrier 41 under the drainage electrode 21. All excess electrons flow in the direction of the arrow 45 into the n * region 17 until the potential below the signal electrode 22 reaches the barrier value 41.

In Fig. 3a ist ein vertikaler Schnitt längs der Linie BB' dargestellt, in Fig« 3b und 3c sind die Potentialverläufe für die entscheidenden Etappen bei der Eingabe des unter der Signalelektrode 22 lokalisierten Ladungspaketes in das BCCD-Register festgehalten.In Fig. 3a a vertical section along the line BB 'is shown, in Fig. 3b and 3c are the potential curves for the decisive stages in the input of the charge packet located under the signal electrode 22 recorded in the BCCD register.

Fig· 3b entspricht dem gleichen zeitlichen Moment, fur den Fig. 2c gezeichnet war. Unter der Steuerelektrode 23 ist die Potentialbarriere 48 aufgebaut, denn die Impulsspannung U2 hat gerade ihren Low-Pegel, Würde die Eingangsschaltung für die elektrische Signaleingabe genutzt, so wäre U2 gleich U, und es ergäben sich unter den Elektroden 24, 27 und 28 (bei völliger Verarmung an Elektronen) die Potentialverläufe 50, 52 und wiederum 50. Unter den von der Gleichspannung U. gespeisten Elektroden stellt sich (bei völliger Verarmung an Elektronen) im Transfergebiet das Potential 39 und im Speichergebiet das Potential 51 ein. Für den Fall einer Weißwerterzeugung stellt Fig. 3b einen Moment während der Lichtintegrationsphase dar, in dem gerade die Taktimpulsfolge U- den Low-Pegel erreicht. Für U2, welches bei der Weißwerterzeugung die Transferimpulsfolge wäre, herrscht dann über die gesamte Lichtintegrationsphase hinweg der Low-Pegel· Unter der Signalelektrode 22 ändert sich das Potential infolge der eingespeicherten Ladung auf den Wert 47.FIG. 3b corresponds to the same moment in time for which FIG. 2c was drawn. The potential barrier 48 is built up under the control electrode 23 because the pulse voltage U 2 is currently at its low level. If the input circuit were used for the electrical signal input, U 2 would be equal to U, and this would result under the electrodes 24, 27 and 28 (with complete depletion of electrons) the potential curves 50, 52 and again 50. Under the electrodes fed by the direct voltage U. (with complete depletion of electrons) the potential 39 is established in the transfer area and the potential 51 in the storage area. For the case of white value generation, FIG. 3b shows a moment during the light integration phase in which the clock pulse sequence U- just reaches the low level. For U 2 , which would be the transfer pulse sequence for white level generation, the low level then prevails over the entire light integration phase. Below the signal electrode 22, the potential changes to the value 47 as a result of the stored charge.

Fig. 3c zeigt den Moment, in dem die Impulsspannung U2 den High-Pegel annimmt. Sowohl bei elektrischer Signaleingabe als auch bei Referenzpegelgewinnung fallen die High-Phasen an U2 und U3 zeitlich zusammen. Unter den Elektroden 27 und 28 stellen sich für den Fall der Verarmung an Elektronen die Potentiale 53 und 54 ein. Die unter der Signalelektrode 22 lokalisierte Ladung fließt in Pfeilrichtung 56 über die abgesenkte Barriere 37 in die Mulde 54, wodurch sich das Potential unter der ersten CCD-Register-Speicherelektrode 24 auf den Wert 55 erhöht. Gleichzeitig mit dem in Fig. 3c gezeigten Vorgang fließen wiederum Elektronen aus dem n+-Gebiet 17 in die Potentialmulde 46 (siehe Fig. 2b), und der gesamte geschilderte Vorgang wiederholt sich.Fig. 3c shows the moment in which the pulse voltage U 2 assumes the high level. The high phases at U 2 and U 3 coincide in time with both electrical signal input and reference level acquisition. In the event of a depletion of electrons, the potentials 53 and 54 are established below the electrodes 27 and 28. The charge localized under the signal electrode 22 flows in the direction of arrow 56 over the lowered barrier 37 into the trough 54, as a result of which the potential under the first CCD register storage electrode 24 increases to the value 55. Simultaneously with the process shown in FIG. 3c, electrons again flow from the n + region 17 into the potential well 46 (see FIG. 2b), and the entire process described is repeated.

'/Join Fig. 4 ist das Layout der wichtigsten Ebenen einer praktischen Ausführung der Eingangsschaltung nach Fig. 1, 2 und 3 dargestellt. Die Speicherelektroden 24, 26, 28 des BCCD-Registers haben die Abmessungen 10 χ 30 ,um . Die einzelnen Linien bedeuten: 60 Grenze zwischen Feldisolator (plus Kanal-Stopper-Gebiet) und Gateisolator, 61 Elektroden der ersten Elektrodenebene (z.B. erste PoIy-Si-Schicht), 62 Elektroden der zweiten Elektrodenebene (z.B. zweite Poly-Si-Schicht), 63 Leitbahnebene (z.B. Al), 64 Kontaktfenster. Die Zuflußelektrode 20 sowie die Abflußelektrode 21 sind in Fig. 4 direkt mit der Elektrode 25 verbunden und damit an die Gleichspannung U4 angeschlossen. Für die Funktion der Schaltung aus Fig. 4 gilt das anhand der Fig. 1, 2 und 3 erklärte.4 shows the layout of the most important levels of a practical implementation of the input circuit according to FIGS. 1, 2 and 3. The storage electrodes 24, 26, 28 of the BCCD register have the dimensions 10 × 30 μm. The individual lines mean: 60 border between field insulator (plus channel stopper area) and gate insulator, 61 electrodes of the first electrode level (e.g. first poly-Si layer), 62 electrodes of the second electrode level (e.g. second poly-Si layer), 63 interconnect level (e.g. Al), 64 contact windows. The inflow electrode 20 and the outflow electrode 21 are connected directly to the electrode 25 in FIG. 4 and thus connected to the direct voltage U 4 . The same applies to the function of the circuit from FIG. 4 as explained with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

In Fig. 5 ist das Layout der wichtigsten Ebenen einer Ausführung der Eingangsschaltung dargestellt, die seitlich vom CCD-Register angebracht ist und vorzugsweise der Referenzpegelgewinnung dient. Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus dem Anfangsteil einer typischen BCCD-Sensorzeile. Die Transportrichtungen der beiden BCCD-Register, in Fig. 5 oben und unten angedeutet, werden durch die Pfeile 80 und Sl symbolisiert. Die Transferelektroden 69, 73 und 77 werden ebenso wie die Speicherelektroden 70, 74 und 78 von der Taktirapulsfolge U3 versorgt. Die Transferelektroden 71 und 75 sowie die Speicherelektroden 72 und 76 werden von der Gleichspannung U4 gespeist. Ebenfalls an U4 sind die Zufluß-, Abfluß- und Signalelektrode 20, 21 und 22 angeschlossen» In Fig. 5 the layout of the most important levels of an embodiment of the input circuit is shown, which is attached to the side of the CCD register and is preferably used to obtain the reference level. Fig. 5 is a section from the initial part of a typical BCCD sensor line. The transport directions of the two BCCD registers, indicated above and below in FIG. 5, are symbolized by the arrows 80 and S1. The transfer electrodes 69, 73 and 77, like the storage electrodes 70, 74 and 78, are supplied by the clock pulse sequence U 3. The transfer electrodes 71 and 75 and the storage electrodes 72 and 76 are fed by the direct voltage U 4 . The inflow, outflow and signal electrodes 20, 21 and 22 are also connected to U 4 »

In jedes der beiden BCCD-Register werden zwei Weißwerte hintereinander eingegeben, als U« wird die Transferimpulsfolge genommen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, kann die Abflußelektrode 21 nicht mehr so breit ausgeführt werden, wie es bei der Grundausführung in Fig. 1 möglich ist. Da die Low-Pegel-Phase des Transferimpulses und damit die Abflußzeit überschüssiger Ladung sehr lang ist, nämlich die Zeitdauer der gesamten Lichtintegrationsphase, werden die Weißwerte mit großer Genauigkeit generiert.Two white values are entered one after the other into each of the two BCCD registers, and the transfer pulse sequence becomes U « taken. As can be seen from Fig. 5, the drainage electrode 21 can no longer be made so wide, as is possible with the basic version in FIG. 1. Because the low-level phase of the transfer pulse and thus the drainage time excess charge is very long, namely the duration of the entire light integration phase, the White values generated with great accuracy.

Ober die Kontaktfenster 82 und 84 werden den Elektroden und 19 die Impulsspannung U„ zugeführt, das η -Gebiet 17 erhält durch das Kontaktfenster 83 die Gleichspannung U1. Die entsprechenden Al-Bahnen sind der besseren übersichtlichkeit wegen nicht in Fig, 5 eingezeichnet. Die mit 86 gekennzeichnete Ecke des Kanal-Stopper-Gebietes ragt unter die Signalelektrode 22, damit bei Verschiebungen der Ebenen gegeneinander auf Grund von Dustier- und Praparationstoleranzen eine Änderung der wirksamen Signalelektrodenfläche durch das ebenfalls unter die Elektrode 22 ragende Kanal-Stopper-Gebiet 85 ausgeglichen wird. The pulse voltage U 1 is fed to the electrodes 12 and 19 via the contact windows 82 and 84, the η region 17 receives the direct voltage U 1 through the contact window 83. The corresponding Al tracks are not shown in FIG. 5 for the sake of clarity. The corner of the channel stopper area marked 86 protrudes under the signal electrode 22, so that if the planes are shifted relative to each other due to dusting and preparation tolerances, a change in the effective signal electrode area is compensated for by the channel stopper area 85 also protruding under the electrode 22 will.

Ansonsten sind in Fig. 5 die gleichen Bezugszahlen eingetragen, wie in den Fig. 1 bis 4. Für die Funktion der Anordnung aus Fig. 5 gilt das anhand der Fig. 1 bis 3 er-„_ klärte.... Otherwise, the same reference numbers, the function of the arrangement of FIG are shown in Figure 5 registered, as shown in Figures 1 to 4. For 5 applies the 1 to 3 with reference to FIG he -. Enlightened "_.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

10 Gleichspannungsleitung10 DC voltage line

11 Signalspannungsleitung11 Signal voltage line

12 Eingangsimpulsspannungsleitung12 input pulse voltage line

13 Taktimpulsleitung13 clock pulse line

14 Gleichspannungsleitung14 DC voltage line

15 buried-Channel-Speichergebiete15 buried channel storage areas

16 potentialbarrierenerzeugenden Dotierungen16 dopings that create potential barriers

17 n+-Gebiet17 n + region

18 Obertragungselektrode18 transmission electrode

19 Schöpfelektrode19 Scoop Electrode

20 Zuflußelektrode20 inflow electrode

21 Abflußelektrode21 drainage electrode

22 Signalelektrode22 signal electrode

23 Steuerelektrode23 control electrode

24 erste BCCD-Register-Speicherelektrode24 first BCCD register storage electrode

25 Transferelektrode der zweiten Registerzelle25 Transfer electrode of the second register cell

26 Speicherelektrode der zweiten Registerzelle26 storage electrode of the second register cell

27 Transferelektrode der dritten Registerzelle27 Transfer electrode of the third register cell

28 Speicherelektrode der dritten Registerzelle28 storage electrode of the third register cell

29 Transferelektrode ) dep vierten Regist:erzelie29 transfer electrode) in the fourth register: tell

30 Speicherelektrode I 30 storage electrode I.

31 Transferelektrode der fünften Registerzelle31 Transfer electrode of the fifth register cell

32 Substrat32 substrate

33 Gateisolator33 gate insulator

34 Feldisolator34 field isolator

35 Substratpotential35 substrate potential

36 Sperrpotential36 blocking potential

37 Potential37 potential

38 Kanal-Stopper-Gebiet38 Channel stopper area

39 Potentialbarriere39 Potential barrier

40 Potentialmulde40 potential well

41 Potentialbarriere41 Potential barrier

42 Flußrichtung der Elektronen42 Direction of flow of electrons

43 Flußrichtung der Elektronen43 Direction of flow of electrons

44 Flußrichtung der Elektronen44 Direction of flow of electrons

45 Flußrichtung der Elektronen45 Direction of flow of electrons

46 Potentialmulde46 potential well

47 Potentialwert47 potential value

48 Potentialverlauf48 Potential curve

49 Potentialverlauf49 Potential curve

50 Potentialverlauf50 potential curve

51 Potentialverlauf51 Potential curve

52 Potentialverlauf52 Potential curve

53 Potentialverlauf53 Potential curve

54 Potentialmulde54 Potential well

55 Potentialwert55 potential value

56 Flußrichtung der Elektronen56 Direction of flow of electrons

60 Grenze zwischen Feld- und Gateisolator60 Boundary between field and gate insulator

61 Elektroden der ersten Elektrodenebene61 electrodes of the first electrode level

62 Elektroden der zweiten Elektrodenebene62 electrodes of the second electrode level

63 Leitbahnebene63 channel level

64 Kontaktfenster64 Contact Window

69 Transferelektrode69 transfer electrode

70 Speicherelektrode70 storage electrode

71 Transferelektrode71 transfer electrode

72 Speicherelektrode72 storage electrode

73 Transferelektrode73 transfer electrode

74 Speicherelektrode74 storage electrode

75 Transferelektrode75 transfer electrode

76 Speicherelektrode76 storage electrode

77 Transferelektrode77 transfer electrode

78 Speicherelektrode78 storage electrode

80 Transportrichtung des BCCQ-Registers80 Direction of transport of the BCCQ register

81 Transportrichtung des BCCD-Registers81 Transport direction of the BCCD register

82 Kontaktfenster82 Contact Window

83 Kontaktfenster83 Contact Window

84 Kontaktfenster84 Contact Window

85 Kanal-Stopper-Gebiet85 channel stopper area

86 Ecke des KanäL-Stopper-Gebietes86 Corner of the channel stopper area

U1 GleichspannungU 1 DC voltage

U„ EingangsimpulsspannungU "input pulse voltage

U3 TaktimpulsfolgeU 3 clock pulse train

U^ GleichspannungU ^ DC voltage

U_ SpannungU_ voltage

υ, Gleichspannungυ, DC voltage

U- GleichspannungU- DC voltage

Claims (4)

3543Β65 Patentansprüche3543-65 claims 1. Eingangsschaltung für ladungsgekoppelte Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß sich an ein erstes in Sperr- r richtung gepoltes Diodengebiet in Reihe ein Übertra- V gungsgebiet, ein Schöpfgebiet, ein Zuflußgebiet und ein Signalgebiet anschließen, und daß sich an dieses ßiQ-nalgebiet zwei weitere Gebiete, nämlich ein Abflujßgebiet und ein Steuergebiet anschließen, wobei das Abflußgebiet das Signalgebiet von einem zweiten in Sperrrichtung gepolten Diodengebiet trennt, und daß dem Steuergebiet ein CCD-Schieberegister, welches seinerseits mit einem Speichergebiet beginnt, nachgeordnet ist, und daß die das Übertragungegebiet, das Schöpfgebiet und das Steuergebiet kontrollierenden Elektroden an die gleiche Eingangsimpulsspannung angeschlossen sind, und daß das erste und zweite Diodengebiet vorzugsweise miteinander verbunden sind, und daß falls das Zuflußgebiet, das Abflußgebiet und das Signalgebiet von Elektroden kontrolliert werden, diese (Elektroden) vorzugsweise an Gleichspannungen angeschlossen sind, und daß zur Realisierung einer elektrischen Signaleingabe die Eingangsimpulsspannungsleitung mit derjenigen Taktimpulsspannungsleitung des CCD-Schieberegisters, welche das dem Steuergebiet nachfolgende Spei-1. Input circuit for charge-coupled devices, characterized in that a first reverse-polarized diode area is followed in series by a transmission area, a scoop area, an inflow area and a signal area, and that this ßiQ- nal area is followed by two more Areas, namely a drainage area and a control area, the drainage area separating the signal area from a second reverse-biased diode area, and that the control area is followed by a CCD shift register, which in turn begins with a storage area, and that the transmission area, the The scoop area and the control area controlling electrodes are connected to the same input pulse voltage, and that the first and second diode areas are preferably connected to one another, and that if the inflow area, the drainage area and the signal area are controlled by electrodes, these (electrodes) are preferably connected to direct voltages are connected, and that to implement an electrical signal input, the input pulse voltage line with that clock pulse voltage line of the CCD shift register, which the storage area following the control area chergebiet kontrolliert, verbunden ist, und das zur Realisierung einer Referenzpegeleingabe die Eingangsirapulsspannungsleitung mit der Transferimpulsleitung der CCD-Sensoranordnung verbunden ist.chergebiet is controlled, connected, and that for realizing a reference level input the input pulse voltage line is connected to the transfer pulse line of the CCD sensor arrangement. 2. Eingangsschaltung für ladungsgekoppelte Bauelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-, Signal- und Abflußgebiete in der verlängerten Achse des CCD-Registers angeordnet sind, wobei das Abflußgebiet etwa die gleiche Breite aufweist wie das Signalgebiet, während die Übertragungs-, Schöpf- und Zuflußgebiete seitlich vom CCD-Register angeordnet sind.2. input circuit for charge coupled devices according to claim 1, characterized in that the control, Signal and drainage areas are arranged in the extended axis of the CCD register, with the drainage area approximately the same width as the signal area, while the transmission, scooping and inflow areas are arranged to the side of the CCD register. 3, Eingangsschaltung für ladungsgekoppelte Bauelemente nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für ein 2 Phasen-CCD, bei welchem eine Phase mit einer Taktimpulsfolge und die andere Phase mit einer Gleichspannung gespeist sind, die das Zufluß- und Abflußgebiet kontrollierenden Elektroden an die Gleichspannungsleitung des CCD-Schieberegisters angeschlossen sind.3, charge coupled device input circuit according to claim 1 and 2, characterized in that for a 2-phase CCD, in which a phase with a Clock pulse train and the other phase are fed with a DC voltage, the inflow and outflow area controlling electrodes connected to the DC voltage line of the CCD shift register are. 4. Eingangsschaltung für ladungsgekoppelte Bauelemente nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung einer zweifachen Referenzpegeleingabe die gesamte Schaltung seitlich vom CCD-Register angeordnet ist und in der speziellen Konstruktion nach Fig. 5 ausgeführt ist.4. input circuit for charge coupled devices according to claim 1 to 3, characterized in that for Realization of a double reference level input, the entire circuit is arranged to the side of the CCD register and is carried out in the special construction of FIG. 4—Seirrein"Zelt:firiungön4 — Seirrein "tent: firiungön
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