JP2912397B2 - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電荷転送装置に関し、特に圧電半導体内を伝
搬する表面弾性波を利用して電荷転送を行う、音響電荷
転送装置に関する。
搬する表面弾性波を利用して電荷転送を行う、音響電荷
転送装置に関する。
〈従来の技術〉 電気信号の遅延機能を利用してフィルタリング等の信
号処理に用いられる電荷転送装置として、イメージセン
サや記憶素子としても用いられる、電荷結合素子（CC
D）が広く知られている。このCCDの高速化を図るために
半導体にガリウムヒ素（GaAs）を利用することが、I.De
yhimyet.al.「A 500−MHz GaAs charge−coupled devic
e」 Applied Physics Letters, vol.36 No.2, 15 Jan.
1980,p151〜153等に紹介されている。しかしCCDは多数
の接近した転送用電極を必要とし、また、転送駆動回路
を必要とすることが高速化を制限していた。さらに、ク
ロック信号が出力に漏れる、いわゆるフィールドスルー
のための特性劣化が生じるという欠点もあった。
号処理に用いられる電荷転送装置として、イメージセン
サや記憶素子としても用いられる、電荷結合素子（CC
D）が広く知られている。このCCDの高速化を図るために
半導体にガリウムヒ素（GaAs）を利用することが、I.De
yhimyet.al.「A 500−MHz GaAs charge−coupled devic
e」 Applied Physics Letters, vol.36 No.2, 15 Jan.
1980,p151〜153等に紹介されている。しかしCCDは多数
の接近した転送用電極を必要とし、また、転送駆動回路
を必要とすることが高速化を制限していた。さらに、ク
ロック信号が出力に漏れる、いわゆるフィールドスルー
のための特性劣化が生じるという欠点もあった。
このような欠点を解決した電荷転送装置として、表面
弾性波（SAW）を利用した音響電荷転送装置（ACT）がM.
J.Hoskins et. al. 「Charge transport by surface ac
oustic waves in GaAs」Applied Physics Letters,vol.
41 No.4, 15Aug.1982 p332〜334,あるいは、米国特許第
4,633,285号公報において提案されている。この素子
は、多層構成GaAs内に生成した表面弾性波に伴う進行波
のポテンシャル井戸が、埋め込みチャンネルの中を音の
速度で電荷を輸送することを利用したもので、第６図に
示す構造をしている。
弾性波（SAW）を利用した音響電荷転送装置（ACT）がM.
J.Hoskins et. al. 「Charge transport by surface ac
oustic waves in GaAs」Applied Physics Letters,vol.
41 No.4, 15Aug.1982 p332〜334,あるいは、米国特許第
4,633,285号公報において提案されている。この素子
は、多層構成GaAs内に生成した表面弾性波に伴う進行波
のポテンシャル井戸が、埋め込みチャンネルの中を音の
速度で電荷を輸送することを利用したもので、第６図に
示す構造をしている。
半絶縁性GaAs基板17上にＰ型GaAs層16及びＮ型GaAs層
15を積層する。さらにＮ型GaAs層15上にショットキーコ
ンタクト電極８に設け、その両側にオーミックコンタク
ト電極７及び14を設ける。オーミックコンタクト電極7,
14の端子4,13にそれぞれ直流バイアスを印加することに
よって、ショットキーコンタクト電極８の下のＮ型GaAs
層15は空乏化する。こうして形成される空乏ポテンシャ
ルはＰ型GaAs層16とショットキーコンタクト電極８との
中央部付近で最小となる。この結果、埋め込みチャンネ
ルCCDと同様に転送チャンネルが、Ｎ型GaAs層15のバル
ク中に形成される。転送チャンネル中の伝搬するSAW
は、信号源19から周波数ｆの電気信号をSAWトランスデ
ューサ６に印加することによって発生させる。こうして
発生したSAWのうち第６図の左方向へ伝搬する成分は反
射器５によって右方向へ反射されるので、SAWトランジ
スューサ６から注入されたSAWのほとんどが右方向へ伝
搬される。反射器５とSAWトランスデューサ６とを合わ
せて一方向性トランスデューサと呼ぶ。また、反射器５
とオーミックコンタクト電極14との外側にアコースティ
ックアブソーバを設けることもあるが図示していない。
SAWがオーミックコンタクト電極７の下を伝搬中に、端
子１に入力信号を印加すると、オーミックコンタクト電
極７から信号電荷が注入される。SAWは入力信号をサン
プリングし、SAWポテンシャル中に信号電荷を束縛し
て、転送チャンネル中をSAWの速度で信号電荷を運ぶ。S
AWが進行波正弦状ポテンシャルを持っているために以上
の動作が可能となる。転送された信号電荷はオーミック
コンタクト電極14により検出され出力用コンデンサ11、
増幅器10を介して出力端子９に出力信号として取り出さ
れる。記号18は信号源19の周波数ｆが出力に表われるの
を防ぐためのｆ阻止用スタブである。
15を積層する。さらにＮ型GaAs層15上にショットキーコ
ンタクト電極８に設け、その両側にオーミックコンタク
ト電極７及び14を設ける。オーミックコンタクト電極7,
14の端子4,13にそれぞれ直流バイアスを印加することに
よって、ショットキーコンタクト電極８の下のＮ型GaAs
層15は空乏化する。こうして形成される空乏ポテンシャ
ルはＰ型GaAs層16とショットキーコンタクト電極８との
中央部付近で最小となる。この結果、埋め込みチャンネ
ルCCDと同様に転送チャンネルが、Ｎ型GaAs層15のバル
ク中に形成される。転送チャンネル中の伝搬するSAW
は、信号源19から周波数ｆの電気信号をSAWトランスデ
ューサ６に印加することによって発生させる。こうして
発生したSAWのうち第６図の左方向へ伝搬する成分は反
射器５によって右方向へ反射されるので、SAWトランジ
スューサ６から注入されたSAWのほとんどが右方向へ伝
搬される。反射器５とSAWトランスデューサ６とを合わ
せて一方向性トランスデューサと呼ぶ。また、反射器５
とオーミックコンタクト電極14との外側にアコースティ
ックアブソーバを設けることもあるが図示していない。
SAWがオーミックコンタクト電極７の下を伝搬中に、端
子１に入力信号を印加すると、オーミックコンタクト電
極７から信号電荷が注入される。SAWは入力信号をサン
プリングし、SAWポテンシャル中に信号電荷を束縛し
て、転送チャンネル中をSAWの速度で信号電荷を運ぶ。S
AWが進行波正弦状ポテンシャルを持っているために以上
の動作が可能となる。転送された信号電荷はオーミック
コンタクト電極14により検出され出力用コンデンサ11、
増幅器10を介して出力端子９に出力信号として取り出さ
れる。記号18は信号源19の周波数ｆが出力に表われるの
を防ぐためのｆ阻止用スタブである。
以上の説明から明らかになるようにACTはSAWが信号電
荷を運ぶのでCCDのように転送用電極が不要である。ま
た転送信号が信号源19の周波数ｆのみであるので、この
信号の出力へのフィードスルーをｆ阻止用スタブにより
容易に除去できる等の特徴がある。
荷を運ぶのでCCDのように転送用電極が不要である。ま
た転送信号が信号源19の周波数ｆのみであるので、この
信号の出力へのフィードスルーをｆ阻止用スタブにより
容易に除去できる等の特徴がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 ACTにおける信号電荷の転送効率はＮ型GaAs層15中を
伝搬するSAWのポテンシャルの大きさに依存する。このS
AWポテンシャルについては、一方向性トランスデューサ
の中心周波数f1と信号源19の周波数ｆが一致していると
きに、信号源19が供給する電力をSAWに変換する効率が
最も高くなり、大きなポテンシャルが得られる。一方、
一方向性トランスデューサを構成する反射器５の周波数
特性は、SAWを効率良く一方向へ伝搬させるために非常
に狭い帯域特性を有するように構成されている。ところ
が、GaAs上を伝搬するSAWの周波数温度係数（TCF）は比
較的悪い（−50ppm/℃程度）ため、温度が変化するとSA
Wお効率良く反射する周波数が変化してしまう。すなわ
ち、一方向性トランジスデューサの中心周波数がずれて
しまい信号源19から供給されるパワーを効率良くSAWに
変換できなくなってしまう。この結果信号電荷の転送効
率が低下することになる。
伝搬するSAWのポテンシャルの大きさに依存する。このS
AWポテンシャルについては、一方向性トランスデューサ
の中心周波数f1と信号源19の周波数ｆが一致していると
きに、信号源19が供給する電力をSAWに変換する効率が
最も高くなり、大きなポテンシャルが得られる。一方、
一方向性トランスデューサを構成する反射器５の周波数
特性は、SAWを効率良く一方向へ伝搬させるために非常
に狭い帯域特性を有するように構成されている。ところ
が、GaAs上を伝搬するSAWの周波数温度係数（TCF）は比
較的悪い（−50ppm/℃程度）ため、温度が変化するとSA
Wお効率良く反射する周波数が変化してしまう。すなわ
ち、一方向性トランジスデューサの中心周波数がずれて
しまい信号源19から供給されるパワーを効率良くSAWに
変換できなくなってしまう。この結果信号電荷の転送効
率が低下することになる。
この温度特性を改善する手段として、素子全体を二酸
化シリコン薄膜で覆う方法が提案されているが、再現性
や生産性に問題がある。
化シリコン薄膜で覆う方法が提案されているが、再現性
や生産性に問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、温度特性を補償することによって信号電荷の転送効
率の温度変化が少なく、温度特性の良い電荷転送装置を
提供することを目的としたものである。
て、温度特性を補償することによって信号電荷の転送効
率の温度変化が少なく、温度特性の良い電荷転送装置を
提供することを目的としたものである。
〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために本発明は、圧電半導体中
を伝搬する表面弾性波によって信号電荷を転送する電荷
転送装置において、表面弾性波の検出手段を備え、前記
検出手段によって検出した表面弾性波の遅延時間に基づ
いて表面弾性波を発生するための信号源の発振周波数を
変化することを特徴とする電荷転送装置である。
を伝搬する表面弾性波によって信号電荷を転送する電荷
転送装置において、表面弾性波の検出手段を備え、前記
検出手段によって検出した表面弾性波の遅延時間に基づ
いて表面弾性波を発生するための信号源の発振周波数を
変化することを特徴とする電荷転送装置である。
上記電荷転送装置において弾性表面波用一方向性トラ
ンスジューサへの信号は電圧制御発振器より供給され、
またその信号の一部は弾性表面波検出手段からの信号と
ミキシングされ、これを制御信号とすることが好まし
い。
ンスジューサへの信号は電圧制御発振器より供給され、
またその信号の一部は弾性表面波検出手段からの信号と
ミキシングされ、これを制御信号とすることが好まし
い。
さらにまた上記電荷転送装置において、上記一方向性
トランジューサとして金属グレーティング反射盤を用い
て構成することが好ましい。
トランジューサとして金属グレーティング反射盤を用い
て構成することが好ましい。
また上記電荷転送装置において、弾性表面波トランス
ジューサと弾性表面波検出手段との間隔ｌは次の条件 ここでf0，v0は基準温度T0における電圧制御発振器の発
振周波数、弾性表面波の速度であり、そしてｎは正の整
数である。
ジューサと弾性表面波検出手段との間隔ｌは次の条件 ここでf0，v0は基準温度T0における電圧制御発振器の発
振周波数、弾性表面波の速度であり、そしてｎは正の整
数である。
を満足することが望ましい。
さらにまた上記電荷転送装置において、弾性表面波一
方向トランスジューサは電圧制御発振器からの電気信号
を印加するトランスジューサ部と弾性表面波を反射する
反射部から成り、それらを共通のバスバーにより接続し
て接地し、トランスジューサ部と反射部との間隔ｌ′が
次の条件を満足する。
方向トランスジューサは電圧制御発振器からの電気信号
を印加するトランスジューサ部と弾性表面波を反射する
反射部から成り、それらを共通のバスバーにより接続し
て接地し、トランスジューサ部と反射部との間隔ｌ′が
次の条件を満足する。
ｌ′＝（ｎ＋1/4）λ0 ここでｎは正の整数、λ0は中心周波数における弾性表
面波の波長である。また、反射部はリアクタンス負荷を
持ち又、反射部からの信号と電圧制御発振器出力とをミ
キシングしこれを制御信号としたことが好ましい。
面波の波長である。また、反射部はリアクタンス負荷を
持ち又、反射部からの信号と電圧制御発振器出力とをミ
キシングしこれを制御信号としたことが好ましい。
また本発明は、圧電半導体中を伝搬する表面弾性波に
よって信号電荷を転送する電荷転送装置において、表面
弾性波を発生するための信号源と、前記信号源から供給
された電力を表面弾性波に変換するためのトランスデュ
ーサとを、同一の圧電半導体上に形成して温度変化の環
境が前記信号源とトランデューサに同様に現れるように
構成したことを特徴とする電荷転送装置である。
よって信号電荷を転送する電荷転送装置において、表面
弾性波を発生するための信号源と、前記信号源から供給
された電力を表面弾性波に変換するためのトランスデュ
ーサとを、同一の圧電半導体上に形成して温度変化の環
境が前記信号源とトランデューサに同様に現れるように
構成したことを特徴とする電荷転送装置である。
上記電荷転送装置は、圧電半導体としてガリウムヒ素
を用いることが望ましい。
を用いることが望ましい。
さらにまた上記電荷転送装置は、埋め込みチャネルを
形成する手段としてショットキー電極を弾性表面波伝搬
路上に設けることが望ましい。
形成する手段としてショットキー電極を弾性表面波伝搬
路上に設けることが望ましい。
〈作 用〉 次に第２図を用いて上記の構成に基づく作用を説明す
る。第２図において15は圧電半導体層であり、56は一方
向性トランスデューサでSAWトランスデューサ６と反射
器５とで構成されている。22が表面弾性波の検出手段
（検出用トランスデューサ）である。図に示すように検
出用トランスデューサ22をSAWトランスデューサ６から
距離ｌだけ離して配置すると、検出されるSAWは、伝搬
速度ｖと距離ｌとから（１）式で決まる遅延時間τを有
する。
る。第２図において15は圧電半導体層であり、56は一方
向性トランスデューサでSAWトランスデューサ６と反射
器５とで構成されている。22が表面弾性波の検出手段
（検出用トランスデューサ）である。図に示すように検
出用トランスデューサ22をSAWトランスデューサ６から
距離ｌだけ離して配置すると、検出されるSAWは、伝搬
速度ｖと距離ｌとから（１）式で決まる遅延時間τを有
する。
従って、SAWトランスデューサ６に印加される電圧V1を
（２）式で表わすと検出用トランスデューサで検出され
る電圧V2は（３）式のようになる。
（２）式で表わすと検出用トランスデューサで検出され
る電圧V2は（３）式のようになる。
V1＝A1 cos wt …（２） ｗ＝２πｆ（ｆは信号源の周波数） V2＝A2 cos w（ｔ−τ） …（３） 上記V1とV2との積から差成分を取り出すと（４）式に示
すように遅延時間に依存する電圧信号V3が得られる。
すように遅延時間に依存する電圧信号V3が得られる。
V3＝A3 cos wτ …（４） さて、温度が変化するとSAWの伝搬速度が変化し、その
結果一方向性トランスデューサの中心周波数f1及び遅延
時間τが変化する。この変化の度合いは物質によって決
まりそれぞれ周波数温度係数（TCF）及び遅延時間温度
係数（TCD）で表わされる。この両者には（５）式の関
係があるので、（５）式から遅延時間の変化を求めれば
一方向性トランスデューサの中心周波数の温度変化を検
出できることになる。
結果一方向性トランスデューサの中心周波数f1及び遅延
時間τが変化する。この変化の度合いは物質によって決
まりそれぞれ周波数温度係数（TCF）及び遅延時間温度
係数（TCD）で表わされる。この両者には（５）式の関
係があるので、（５）式から遅延時間の変化を求めれば
一方向性トランスデューサの中心周波数の温度変化を検
出できることになる。
TCF＝−TCD …（５） 以上のように、表面弾性波の検出手段によって検出さ
れる表面弾性波の伝搬の遅延時間から一方向性トランス
デューサんの中心周波数の温度変化を検出できるので、
この値に基づいてSAWの信号源の周波数を変化すること
によって電荷転送装置の温度特性を補償することが可能
となる。また、SAWの信号源を一方向性トランスデュー
サを構成した圧電半導体層上に形成すれば、一方向性ト
ランスデューサと信号源は互いに同一の温度変化の影響
を受けることになり、温度特性の補償が可能である。
れる表面弾性波の伝搬の遅延時間から一方向性トランス
デューサんの中心周波数の温度変化を検出できるので、
この値に基づいてSAWの信号源の周波数を変化すること
によって電荷転送装置の温度特性を補償することが可能
となる。また、SAWの信号源を一方向性トランスデュー
サを構成した圧電半導体層上に形成すれば、一方向性ト
ランスデューサと信号源は互いに同一の温度変化の影響
を受けることになり、温度特性の補償が可能である。
〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図はACTデバイスの断面図である。半絶縁性ガリ
ウムヒ素17上にＮ型ガリウムヒ素層15を形成する。その
上にショットキーコンタクト電極８及びオーミックコン
タクト電極7,14を形成する。端子４及び13に、それぞれ
抵抗3,12を介して直流バイアスを印加することによって
Ｎ型GaAs層15を空乏化し信号電荷転送用の埋め込みチャ
ンネル（転送チャンネル）を形成する。６はSAWトラン
スデューサ（金属の櫛形電極）であり、SAWの信号源で
ある電圧制御発振器（VCO）20より周波数f0の電気信号
（V1）を印加する。５は反射器でありSAWトランスデュ
ーサ６とともに一方向トランスデューサを構成してい
る。反射器５は金属膜から成るグレーティング反射器で
あってSAWトランスデューサ６と同時に形成できる。SAW
がオーミックコンタクト７の下を伝搬中に、入力端子１
からコンデンサ２を介して信号電荷を注入する。SAW検
出用トランスデューサ22はSAWトランスデューサ６とオ
ーミックンタクト７との間に設ける。検出用トランスデ
ューサ22はSAWトランスデューサ６と同様に金属の櫛形
電極であるが、櫛の本数を減じることによってSAWとの
結合状態が弱くなるように構成してあるので、入力信号
をサンプリングし信号電荷を束縛して転送するSAWに大
きな影響を与えない。検出用トランスデューサ22による
検出信号V2はVCOの出力信号V1とともにミクサ21へ入力
されて掛算される。この積のうちの差成分をフィルタ
（図示せず）により取り出した信号V3をVCOの制御信号
として与える。
ウムヒ素17上にＮ型ガリウムヒ素層15を形成する。その
上にショットキーコンタクト電極８及びオーミックコン
タクト電極7,14を形成する。端子４及び13に、それぞれ
抵抗3,12を介して直流バイアスを印加することによって
Ｎ型GaAs層15を空乏化し信号電荷転送用の埋め込みチャ
ンネル（転送チャンネル）を形成する。６はSAWトラン
スデューサ（金属の櫛形電極）であり、SAWの信号源で
ある電圧制御発振器（VCO）20より周波数f0の電気信号
（V1）を印加する。５は反射器でありSAWトランスデュ
ーサ６とともに一方向トランスデューサを構成してい
る。反射器５は金属膜から成るグレーティング反射器で
あってSAWトランスデューサ６と同時に形成できる。SAW
がオーミックコンタクト７の下を伝搬中に、入力端子１
からコンデンサ２を介して信号電荷を注入する。SAW検
出用トランスデューサ22はSAWトランスデューサ６とオ
ーミックンタクト７との間に設ける。検出用トランスデ
ューサ22はSAWトランスデューサ６と同様に金属の櫛形
電極であるが、櫛の本数を減じることによってSAWとの
結合状態が弱くなるように構成してあるので、入力信号
をサンプリングし信号電荷を束縛して転送するSAWに大
きな影響を与えない。検出用トランスデューサ22による
検出信号V2はVCOの出力信号V1とともにミクサ21へ入力
されて掛算される。この積のうちの差成分をフィルタ
（図示せず）により取り出した信号V3をVCOの制御信号
として与える。
第１図の右方に示した部分は信号の出力回路でありオ
ーミックコンタクト14,コンデンサ11,増巾器10を介して
出力端子９より出力信号が得られる。
ーミックコンタクト14,コンデンサ11,増巾器10を介して
出力端子９より出力信号が得られる。
さて、素子の動作基準温度をT0、温度T0におけるSAW
の伝搬速度をv0,VCOの出力周波数をf0、このとき遅延時
間をτ0として、素子の動作温度が基準温度T0のときにV
COの制御信号V3が零になるように、SAWトランスデュー
サ６と検出用トランスデューサ22の距離ｌを（６）式に
基づいて決める。
の伝搬速度をv0,VCOの出力周波数をf0、このとき遅延時
間をτ0として、素子の動作温度が基準温度T0のときにV
COの制御信号V3が零になるように、SAWトランスデュー
サ６と検出用トランスデューサ22の距離ｌを（６）式に
基づいて決める。
A3 cos（２πf0l/v0）＝０ ∴ ２πf0l/v0＝ｎπ＋π/2 …（６） 今、温度がT0からT0＋ΔＴに変化した場合には
（４），（６）式より（７）式が得られる。
（４），（６）式より（７）式が得られる。
（７）式よりVCOへの制御信号V3はΔτすなわち温度変
化に応じて変化する。また、温度変化ΔＴが十分小さい
ならば、 V3∝Δτ …（８） Δτ＝TCD・ΔＴ・τ0 …（９） となって、制御信号は温度変化ΔＴに比例する。一方向
性トランスデューサの中心周波数f1は温度変化ΔＴによ
り f1＝f0＋Δｆ …（10） に変化する。（５），（10）式より（11）式が得られ
る。
化に応じて変化する。また、温度変化ΔＴが十分小さい
ならば、 V3∝Δτ …（８） Δτ＝TCD・ΔＴ・τ0 …（９） となって、制御信号は温度変化ΔＴに比例する。一方向
性トランスデューサの中心周波数f1は温度変化ΔＴによ
り f1＝f0＋Δｆ …（10） に変化する。（５），（10）式より（11）式が得られ
る。
f1＝f0＋TCF・f0・ΔＴ ＝f0（１−TCD・ΔＴ） …（11） 結局、温度がΔＴだけ変化した場合、一方向性トラン
スデューサの中心周波数は（１）式で示すf1に変化する
が、VCOの制御信号V3もまた（８），（９）式で示すよ
うにΔＴに比例して変化するので、VCOの出力周波数をf
1に追従して変化させることができる。
スデューサの中心周波数は（１）式で示すf1に変化する
が、VCOの制御信号V3もまた（８），（９）式で示すよ
うにΔＴに比例して変化するので、VCOの出力周波数をf
1に追従して変化させることができる。
第３図は他の実施例を示したものであり第１図に対し
てSAWトランスジューサ６と検出用トランスジューサ22
の位置を入れかえた構成である。第３図においても同様
な効果を得ることは明らかである。
てSAWトランスジューサ６と検出用トランスジューサ22
の位置を入れかえた構成である。第３図においても同様
な効果を得ることは明らかである。
第４図は異なったタイプに一方向性トランスデューサ
を用いた他の実施例である。この構成の一方向性トラン
スデューサについてはW.R.Smith et.al.「Design of Su
rface Wave Delay Lines with Interdigital Transduce
vs」IEEE Transactions on Microwave theory and Tech
nigues,vol.MTT−17,NO.11,Nov,1969 P865〜873に詳し
く紹介されている。
を用いた他の実施例である。この構成の一方向性トラン
スデューサについてはW.R.Smith et.al.「Design of Su
rface Wave Delay Lines with Interdigital Transduce
vs」IEEE Transactions on Microwave theory and Tech
nigues,vol.MTT−17,NO.11,Nov,1969 P865〜873に詳し
く紹介されている。
SAWトランスデューサ28にVCO20から周波数ｆの電気信
号を印加する。発生したSAWは反射部29によって反射さ
れた右方向のみのSAWとなる。27は終端用のリアクタン
ス負荷である。SAWトランスデューサ28と反射部29との
間隔ｌ′は（12）式の条件を満足する必要がある。
号を印加する。発生したSAWは反射部29によって反射さ
れた右方向のみのSAWとなる。27は終端用のリアクタン
ス負荷である。SAWトランスデューサ28と反射部29との
間隔ｌ′は（12）式の条件を満足する必要がある。
ｌ′＝（ｎ＋1/4）λ0 …（12） ここでｎは正の整数であり、λ0は一方向性トランス
デューサの中心周波数におけるSAWの波長である。30はS
AWトランスデューサ28と反射部29との共通バスバーであ
り、接地されている。反射部29からの信号はリアクタン
ス負荷27とミクサ21とへ分岐されるが、リアクタンス負
荷27側に主に流れるように、ミクサ21側とリアクタンス
負荷27側とでインピーダンスを調整しておく必要があ
る。VCO20の出力の一部はミクサ21へ入力されて反射部
からの信号とミキシングされる。こうして作られた積信
号のうちの差成分がフィルタ（図示せず）によって抽出
されてVCO20の制御信号となる点は前述の実施例と同じ
である。
デューサの中心周波数におけるSAWの波長である。30はS
AWトランスデューサ28と反射部29との共通バスバーであ
り、接地されている。反射部29からの信号はリアクタン
ス負荷27とミクサ21とへ分岐されるが、リアクタンス負
荷27側に主に流れるように、ミクサ21側とリアクタンス
負荷27側とでインピーダンスを調整しておく必要があ
る。VCO20の出力の一部はミクサ21へ入力されて反射部
からの信号とミキシングされる。こうして作られた積信
号のうちの差成分がフィルタ（図示せず）によって抽出
されてVCO20の制御信号となる点は前述の実施例と同じ
である。
この構成においても第１図につて述べたのと同等の効
果が得られる。それだけではなく、本実施例の場合に反
射部が検出部を兼ねているため、検出用トランスデュー
サを省略できるので小型化できる特徴がある。
果が得られる。それだけではなく、本実施例の場合に反
射部が検出部を兼ねているため、検出用トランスデュー
サを省略できるので小型化できる特徴がある。
第５図は、SAWの信号源を一方向性トランスデューを
構成した圧電半導体層上に形成した例である。15はＮ型
GaAs層であり、SAWトランスデューサ６及び反射器５よ
り一方向性トランスデューサ56を構成している。オーミ
ックコンタクト７へ入力信号が印加される。８はショッ
トキーコンタクト電極であり信号電荷の転送チャンネル
を形成している。38は２ポートSAW発振器であり反射器3
7、入出力トランスデューサ33,34、増幅器35によるフィ
ードバックで構成される。信号源である２ポートSAW発
振器38からSAWトランスデューサ６へ印加される信号の
発振周波数ｆは（13）式を満足する必要がある。
構成した圧電半導体層上に形成した例である。15はＮ型
GaAs層であり、SAWトランスデューサ６及び反射器５よ
り一方向性トランスデューサ56を構成している。オーミ
ックコンタクト７へ入力信号が印加される。８はショッ
トキーコンタクト電極であり信号電荷の転送チャンネル
を形成している。38は２ポートSAW発振器であり反射器3
7、入出力トランスデューサ33,34、増幅器35によるフィ
ードバックで構成される。信号源である２ポートSAW発
振器38からSAWトランスデューサ６へ印加される信号の
発振周波数ｆは（13）式を満足する必要がある。
２πｆτ＋φ＝2nπ …（13） ここでτは入出力トランスデューサ33,34間の遅延時
間であり、φは増幅器35を含んだフィードバック回路に
おける位相変化である。第５図の構成では、２ポートSA
W発振器とACTとが同一のＮ型GaAs層15上に形成されてい
るので温度変化の影響は同一である。すなわち（13）式
における遅延時間τが温度変化に伴って変化するので２
ポート発振器の発振周波数もまた温度変化に伴って変化
する。一方、一方向性トランスデューサ56の中心周波数
f1は前述の（11）式に従って、温度変化ΔＴに伴って変
化するので、高効率なSAWトランスデューサが得られ
る。
間であり、φは増幅器35を含んだフィードバック回路に
おける位相変化である。第５図の構成では、２ポートSA
W発振器とACTとが同一のＮ型GaAs層15上に形成されてい
るので温度変化の影響は同一である。すなわち（13）式
における遅延時間τが温度変化に伴って変化するので２
ポート発振器の発振周波数もまた温度変化に伴って変化
する。一方、一方向性トランスデューサ56の中心周波数
f1は前述の（11）式に従って、温度変化ΔＴに伴って変
化するので、高効率なSAWトランスデューサが得られ
る。
以上、本発明に係る数例の実施例を説明したが、一方
向性トランスデューサとしては上記の構成のもの以外に
マルチストリップカップラーによる方法、90°移相器を
用いる方法、120°移相器を用いる方法等を用いること
ができる。
向性トランスデューサとしては上記の構成のもの以外に
マルチストリップカップラーによる方法、90°移相器を
用いる方法、120°移相器を用いる方法等を用いること
ができる。
また信号電荷の転送チャンネルを形成する手段として
ショットキーコンタクト電極を用いたが、この方法以外
にガリウムヒ素とアルミガリウムヒ素とのヘテロ接合に
おいても同様の埋め込みチャンネルを形成することがで
き、本発明において転送チャンネルとして利用できるこ
とは明らかである。
ショットキーコンタクト電極を用いたが、この方法以外
にガリウムヒ素とアルミガリウムヒ素とのヘテロ接合に
おいても同様の埋め込みチャンネルを形成することがで
き、本発明において転送チャンネルとして利用できるこ
とは明らかである。
〈発明の効果〉 以上説明したように、表面弾性波の検出手段によって
検出した遅延時間に基づいて表面弾性波を発生するため
の信号源の発振周波数を変化して、温度変化によって変
動する一方向性トランスデューサの中心周波数に追述さ
せることによって、あるいは、表面弾性波を発生するた
めの信号源を一方向性トランスデューサトランスデュー
サと同一の圧電半導体層上に構成して温度変化の影響が
両者に同様に現われるように成すことによって、高い効
率で表面弾性波を発生することができる。これによって
大きな表面弾性波ポテンシャル得ることが可能となり、
この結果信号電荷の転送効率の温度変化を補償すること
ができる。また、表面弾性波を反射する反射部が表面弾
性波の検出手段を兼ねることにより、検出用トランデュ
ーサを省略できるので小型化できる。
検出した遅延時間に基づいて表面弾性波を発生するため
の信号源の発振周波数を変化して、温度変化によって変
動する一方向性トランスデューサの中心周波数に追述さ
せることによって、あるいは、表面弾性波を発生するた
めの信号源を一方向性トランスデューサトランスデュー
サと同一の圧電半導体層上に構成して温度変化の影響が
両者に同様に現われるように成すことによって、高い効
率で表面弾性波を発生することができる。これによって
大きな表面弾性波ポテンシャル得ることが可能となり、
この結果信号電荷の転送効率の温度変化を補償すること
ができる。また、表面弾性波を反射する反射部が表面弾
性波の検出手段を兼ねることにより、検出用トランデュ
ーサを省略できるので小型化できる。
【図面の簡単な説明】第１図は本発明に一実施例の電荷
転送装置の断面図、第２図は第１図の電荷転送装置の部
分平面図、第３図は本発明の他の実施例の部分平面図、
第４図は本発明のさらに他の実施例の部分平面図、第５
図は本発明の実施例の部分平面図、第６図は従来例の電
荷転送装置の断面図である。 17…半絶縁性GaAs基板、15…Ｎ型GaAs層、８…ショット
キーコンタクト電極、7,14…オーミックコンタクト電
極、56…一方向性トランスデューサ、6,28…SAWトラン
スデューサ、5,37…反射器、22…検出用トランスデュー
サ、20…電圧制御発振器、21…ミクサ、１…入力端子、
９…出力端子、29…反射部、27…リアクタンス負荷、3
3,34…入出力トランスデューサ、35…増幅器。
転送装置の断面図、第２図は第１図の電荷転送装置の部
分平面図、第３図は本発明の他の実施例の部分平面図、
第４図は本発明のさらに他の実施例の部分平面図、第５
図は本発明の実施例の部分平面図、第６図は従来例の電
荷転送装置の断面図である。 17…半絶縁性GaAs基板、15…Ｎ型GaAs層、８…ショット
キーコンタクト電極、7,14…オーミックコンタクト電
極、56…一方向性トランスデューサ、6,28…SAWトラン
スデューサ、5,37…反射器、22…検出用トランスデュー
サ、20…電圧制御発振器、21…ミクサ、１…入力端子、
９…出力端子、29…反射部、27…リアクタンス負荷、3
3,34…入出力トランスデューサ、35…増幅器。
Claims (3)
- 【請求項１】圧電半導体中を伝搬する表面弾性波によっ
て信号電荷を転送する電荷転送装置において、 表面弾性波の検出手段を備え、 前記検出手段によって検出した表面弾性波の遅延時間に
基づいて表面弾性波を発生するための信号源の発振周波
数を変化することを特徴とする電荷転送装置。 - 【請求項２】圧電半導体中を伝搬する表面弾性波によっ
て信号電荷を転送する電荷転送装置において、 表面弾性波を発生するための信号源と、 前記信号源から供給された電力を表面弾性波に変換する
ためのトランデューサとを、 同一の圧電半導体上に形成して温度変化の影響が前記信
号源とトランデューサに同様に現れるように構成したこ
とを特徴とする電荷転送装置。 - 【請求項３】表面弾性波を反射する反射部が前記表面弾
性波の検出手段を兼ねていることを特徴とする請求項１
記載の電荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1290420A JP2912397B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1290420A JP2912397B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03151646A JPH03151646A (ja) | 1991-06-27 |
| JP2912397B2 true JP2912397B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=17755800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1290420A Expired - Fee Related JP2912397B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515102A (en) * | 1993-03-09 | 1996-05-07 | Hughes Aircraft Company | Charge coupled device apparatus having means for correcting for changes in the charge transfer efficiency of a charge coupled device |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP1290420A patent/JP2912397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03151646A (ja) | 1991-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |