JPH0316720B2 - - Google Patents

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JPH0316720B2
JPH0316720B2 JP20397383A JP20397383A JPH0316720B2 JP H0316720 B2 JPH0316720 B2 JP H0316720B2 JP 20397383 A JP20397383 A JP 20397383A JP 20397383 A JP20397383 A JP 20397383A JP H0316720 B2 JPH0316720 B2 JP H0316720B2
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JP
Japan
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output
diffusion layer
transfer
pulse
signal
Prior art date
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JP20397383A
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Japanese (ja)
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JPS6095798A (en
Inventor
Kazuo Miwata
Seisaku Minamibayashi
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C27/00Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/04Shift registers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷転送装置に関し、特に電荷転送装
置の出力信号を合成する信号電荷検出回路に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a charge transfer device, and more particularly to a signal charge detection circuit for synthesizing output signals of a charge transfer device.

第1図は2系列の電荷転送装置の出力信号を合
成する従来の信号電荷検出回路を示す図であり、
第2図はそのタイミングチヤート図である。以後
第1図、第2図を用いて従来の回路の動作を説明
する。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional signal charge detection circuit that combines output signals of two series of charge transfer devices.
FIG. 2 is a timing chart thereof. Hereinafter, the operation of the conventional circuit will be explained using FIGS. 1 and 2.

時刻t1においてφR1はHighレベルとなり、リセ
ツトトランジスタTr1はONし電荷転送装置の出
力部拡散層2の電位はVODにセツトされる。時
刻t2にφR1は低レベルとなり拡散層2はフロート
状態となる。時刻t3にφ1はLowレベルとなり、電
極22下に蓄積されていたキヤリアーを一定電圧
VOGが加えられている出力ゲート21の下のチ
ヤネルを通し、拡散層2に流入させる。この流入
キヤリアによる拡散層2の電位変化が信号電圧と
なる。この信号電圧を時刻t4においてφSH1を高
Highレベルにすることによりサンプルし、時刻
t5においてその信号圧レベルをホールドする。
At time t1 , φ R1 becomes High level, the reset transistor Tr1 is turned on, and the potential of the output diffusion layer 2 of the charge transfer device is set to VOD. At time t2 , φ R1 becomes a low level, and the diffusion layer 2 becomes in a floating state. At time t3 , φ1 becomes Low level, and the carrier accumulated under the electrode 22 is applied to a constant voltage.
It flows into the diffusion layer 2 through a channel under the output gate 21 to which VOG is added. The potential change in the diffusion layer 2 due to this inflow carrier becomes a signal voltage. This signal voltage is used to raise φSH1 at time t4 .
By setting the high level, the sample and time
Hold that signal pressure level at t 5 .

以上はレジスターAよりの信号伝達を説明した
が、レジスターBよりの信号伝達も、φR2,φSH2
にそれぞれφR1,φSH1より位相が半週期ずれたパ
ルスを加えることにより行なわれ、時刻t6におい
てはレジスターBよりの信号をサンプルしてい
る。
The above explained the signal transmission from register A, but the signal transmission from register B is also φ R2 , φ SH2
This is done by adding pulses whose phase is shifted by half a week from φ R1 and φ SH1, respectively, and at time t 6 the signal from register B is sampled.

このように2列の電荷転送装置の出力信号の合
成は、それぞれの出力電圧を交互にサンプルホー
ルドすることにより可能である。この各別にサン
プルホールドされた信号電圧は、トランジスタ
9,10より成るソースフオロワー回路のトラン
ジスタ9のゲートに加えられ、低出力インピーダ
ンスで出力端子45よりVonTとしてとり出され
る。
In this way, the output signals of the two columns of charge transfer devices can be combined by alternately sampling and holding the respective output voltages. These separately sampled and held signal voltages are applied to the gate of transistor 9 of a source follower circuit consisting of transistors 9 and 10, and are taken out as VonT from output terminal 45 with low output impedance.

ところが従来のこのような合成方法においては
以下に述べる欠点が存在している。
However, such conventional synthesis methods have the following drawbacks.

第1図に示すように、サンプルホールドTr5
のゲートと節点44との間にはカツプリング容量
C1が存在するためφSH1がHighからLowに変化す
るとき、節点44の電位VO1は、第2図に示す
ようにΔVだけの変動をうける。この変動量ΔV
はφSH1のクロツク振幅をVSH1をホールドコンデン
サー41の容量をCHとすると ΔV=C1/C1+CH×VSH1 となる具体的数値を上げるならばC1=0.05pF、
CH=1pF、VSH=5VにおいてΔV=238mVとなる。
CCDの出力電圧は高さ1Vほどであるのでこれは
大きなノイズ成分となる。ΔVを下げるには、
VSHを下げCHの値を大きくし、C1の値を小さくす
ればよいが、VSHの低下はサンプリングTr5の
ON抵抗を上げるためサンプリング時間の増加が
必要となり、サンプリング周波数の低下につなが
る。CHの値の増加は、サンプリング時のCR時定
数の増加となり、同様にサンプリング周波数の低
下につながる。またC1の値を小さくすることは、
サンプリングTr5のTrサイズのW方向の減少を
意味しこれは、サンプリングTr5のgmを下げる
こととなり、これもサンプリング周波数の低下に
つながる。
As shown in Figure 1, sample hold Tr5
There is a coupling capacitance between the gate of
When φ SH1 changes from High to Low due to the presence of C 1 , the potential VO1 at the node 44 undergoes a fluctuation by ΔV as shown in FIG. This amount of variation ΔV
is the clock amplitude of φ SH1 , V SH1 is the capacitance of the hold capacitor 41, and C H is ΔV=C 1 /C 1 +C H ×V SH1 . To increase the specific value, C 1 = 0.05 pF,
When C H = 1pF and V SH = 5V, ΔV = 238mV.
Since the output voltage of a CCD is approximately 1V in height, this becomes a large noise component. To lower ΔV,
It is possible to lower V SH , increase the value of C H , and decrease the value of C1 , but the decrease in V SH is caused by sampling Tr5.
Increasing the ON resistance requires an increase in sampling time, which leads to a decrease in sampling frequency. An increase in the value of C H results in an increase in the CR time constant during sampling, which in turn leads to a decrease in the sampling frequency. Also, reducing the value of C 1 means
This means a decrease in the Tr size of the sampling Tr5 in the W direction, which lowers the gm of the sampling Tr5, which also leads to a decrease in the sampling frequency.

このように従来の方法においてはサンプリング
時のノイズΔVが出力信号に混入し、出力信号の
S/Nを低下させていた。このノイズを低下させ
るためには、最高サンプリング周波数のを低くし
なければならなかつた。
As described above, in the conventional method, the noise ΔV during sampling was mixed into the output signal, reducing the S/N of the output signal. In order to reduce this noise, the maximum sampling frequency had to be lowered.

本発明は上記の欠点を除去し、最高駆動周波数
の低減を起こすことなく、出力に混入するサンプ
リングノイズを除去し、出力信号のS/Nを改善
した電荷転送装置を提供するものである。
The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and provides a charge transfer device in which sampling noise mixed in the output is removed without reducing the maximum drive frequency, and the S/N of the output signal is improved.

本発明によれば、2系列の電荷転送装置の出力
信号を合成する回路を含む電荷転送装置におい
て、合成する前の各系列の各ビツト内の安定信号
出力期間を信号出力期間以外の期間より長くする
手段を備え、その安定信号出力期間に、その信号
出力を伝える2個のトランスフアゲートと、その
トランスフアーされた2系列の信号を合成し、単
一信号として出力する信号合成回路を有すること
を特徴とする電荷転送装置が得られる。
According to the present invention, in a charge transfer device including a circuit for synthesizing output signals of two series of charge transfer devices, the stable signal output period in each bit of each series before synthesis is made longer than the period other than the signal output period. The present invention includes two transfer gates that transmit the signal output during the stable signal output period, and a signal synthesis circuit that synthesizes the two transferred signals and outputs it as a single signal. A characteristic charge transfer device is obtained.

本発明によるノイズ除去の原理は、サンプリン
グノイズが、サンプリングパルスがHighから
Lowに変化する点、すなわちサンプリング期間
より、ホールド期間に変化する時点に発生するこ
とに注目し、ホールド期間をなくすことによりこ
のノイズの消滅を可能とした。以下、こ発明の実
施例について図面を用いて説明する。
The principle of noise removal according to the present invention is that the sampling noise is
We focused on the fact that it occurs at the point where it changes to Low, that is, when it changes from the sampling period to the hold period, and by eliminating the hold period, we were able to eliminate this noise. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明の実施例である。一見従来の方
式である第1図と同様のように見えるが、VOG
ゲート直前の転送ゲート32′,22′に加わるク
ロツクがφ2L,φ1Lと第1図となり、またTr5′,
15′がサンプリングTrではなくトランスフアー
トランジスターになつている点が異なる。
FIG. 3 shows an embodiment of the invention. At first glance, it looks similar to the conventional method shown in Figure 1, but VOG
The clocks applied to the transfer gates 32' and 22' immediately before the gates are φ 2L and φ 1L in Figure 1, and Tr5',
The difference is that 15' is a transfer transistor instead of a sampling transistor.

以後第4図のタイミングチヤートを用い本実施
例について説明する。
Hereinafter, this embodiment will be explained using the timing chart shown in FIG.

時刻t1においてφR1はHighレベルとなり、リセ
ツトTr1はONし電荷転送装置の出力部拡散層2
の電位はVODにセツトされる。時刻t2にφR1
Lowレベルとなり、拡散層2はフロート状態と
なる。時刻t3はφ1LはLowとなり、電極22′下に
蓄積されていたキヤリアーを一定電圧VOGが加
えられている出力ゲート21の下のチヤネルを通
り、拡散層2へ流入させる。この流入キヤリアに
よる拡散層2の電位変化が信号電圧となる。ここ
で注意したいのは、レジスターAから出る信号出
力安定期間は、拡散層2へキヤリアが注入してか
ら、次のφR1がHighとなる期間までで、第4図の
TH1である。同様にレジスターBよりの信号出
力の安定期間はTH2である。
At time t 1 , φ R1 becomes High level, reset Tr 1 is turned on, and the output diffusion layer 2 of the charge transfer device is turned on.
The potential of is set to VOD. At time t 2 , φ R1 is
The level becomes low, and the diffusion layer 2 becomes in a floating state. At time t3 , φ1L becomes Low, causing the carriers accumulated under the electrode 22' to flow into the diffusion layer 2 through a channel under the output gate 21 to which a constant voltage VOG is applied. The potential change in the diffusion layer 2 due to this inflow carrier becomes a signal voltage. What should be noted here is that the stable period of the signal output from register A is from the time carriers are injected into the diffusion layer 2 until the next period when φ R1 becomes High, as shown in Figure 4.
TH1 . Similarly, the stable period of the signal output from register B is TH 2 .

このように、2系列の出力期間がオーバラツプ
しているため、第4図に示すφT1,φT2のパルスを
それぞれ5′,15′のトランスフアー用トランジ
スタに加えることにより、ホールド期街が起こる
ことなく、2系列の信号合成が可能となる。例え
ば時刻t4においてφT1はHighとなり、φT2はHigh
からLowへ変化をはじめる。すなわち、トラン
スフアーゲート15′が切れる前にトランスフア
ーゲート5′が導通状態となつているため節点4
4′は低インピーダンスとなつており、φT2
HighからLowに変化するときに混入するカツプ
リングノイズは、激減し、ほとんど混入せず、し
かもホールド期間がないため、以前のようなΔV
の混入ノイズも存在しない。
Since the output periods of the two series overlap in this way, a hold period occurs by applying the pulses φ T1 and φ T2 shown in Figure 4 to the transfer transistors 5' and 15', respectively. It is possible to combine two series of signals without any trouble. For example, at time t4 , φ T1 becomes High, and φ T2 becomes High.
It starts to change from to Low. That is, before the transfer gate 15' is disconnected, the transfer gate 5' is in a conductive state, so that the node 4
4' has low impedance, and φ T2 is
The coupling noise that mixes in when changing from high to low has been drastically reduced, almost no mix-in, and there is no hold period, so the ΔV
There is also no mixed noise.

このように本発明の出力信号を合成する回路を
用いることによりサンプリングノイズの混入を起
こすことなく、高速で2系列の出力信号の合成が
可能となり、その効果は大である。
As described above, by using the circuit for synthesizing output signals of the present invention, it is possible to synthesize two series of output signals at high speed without introducing sampling noise, and the effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は2系列の電荷転送装置の出力出号を合
成する従来の構成を示す図。第2図は従来の構成
における動作を説明するタイミング図。第3図は
本発明による一実施例を示す図。第4図は本発明
による一実施例である第3図の構成における動作
を説明するタイミング図である。 1,11…リセツト用MOS′Tr、3,4,9,
10,13,14…ソースフオロワーを構成する
MOS′Tr、5,15…サンプルホールド用
MOS′Tr、5′,15′…トランスフアー用
MOSTr、2,12…電荷信号検出用拡散層、2
1,31…出力ゲート電極、22,23,32,
33,22′,32′…CCD転送電極。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional configuration for synthesizing the output signals of two series of charge transfer devices. FIG. 2 is a timing diagram illustrating the operation of the conventional configuration. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment according to the present invention. FIG. 4 is a timing diagram illustrating the operation of the configuration of FIG. 3, which is an embodiment of the present invention. 1, 11... MOS'Tr for reset, 3, 4, 9,
10, 13, 14...Configure source followers
MOS'Tr, 5, 15...For sample hold
MOS'Tr, 5', 15'...For transfer
MOSTr, 2, 12... Diffusion layer for charge signal detection, 2
1, 31...output gate electrode, 22, 23, 32,
33, 22', 32'...CCD transfer electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1の出力部拡散層を信号電荷の転送路の出
力部に有する第1の電荷転送手段と、第2の出力
部拡散層を信号電荷の転送路の出力部に有する第
2の電荷転送手段と、前記第1の出力部拡散層を
第1のリセツトパルスによつて所定電位にする第
1のリセツトトランジスタと、前記第2の出力部
拡散層を第2のリセツトパルスによつて前記所定
電位にする第2のリセツトトランジスタと、前記
第1の出力部拡散層の電位を入力信号として受け
る第1のソースフオロワー回路と、前記第2の出
力部拡散層の電位を入力信号として受ける第2の
ソースフオロワー回路と、入力端子と出力端子と
を有する出力段ソースフオロワー回路と、前記第
1のソースフオロワー回路の出力を前記出力段ソ
ースフオロワー回路の前記入力端子に第1のトラ
ンスフアーパルスに応じて供給する第1のトラン
スフアーゲートと、前記第2のソースフオロワー
回路の出力を前記出力段ソースフオロワー回路の
前記入力端子に第2のトランスフアーパルスに応
じて供給する第2のトランスフアーゲートとを有
し、前記第1のリセツトパルス終了後の前記第1
の出力部拡散層の電位が安定してから前記第1の
トランスフアーパルスが生じるようにし、前記第
2のリセツトパルス終了後の前記第2の出力部拡
散層の電位が安定してから前記第2のトランスフ
アーパルスが生じるようにするとともに、前記第
1のトランスフアーパルスと前記第2のトランス
フアーパルスとはその位相が180゜異なるようにし
たことを特徴とする電荷転送装置。
1. A first charge transfer means having a first output diffusion layer at the output of the signal charge transfer path, and a second charge transfer means having a second output diffusion layer at the output of the signal charge transfer path. a first reset transistor for bringing the first output diffusion layer to a predetermined potential by a first reset pulse; and a first reset transistor for bringing the first output diffusion layer to the predetermined potential by a second reset pulse. a second reset transistor that receives the potential of the first output diffusion layer as an input signal; a first source follower circuit that receives the potential of the second output diffusion layer as an input signal; an output stage source follower circuit having an input terminal and an output terminal; and an output stage source follower circuit having an input terminal and an output terminal; A first transfer gate supplies the output in response to a transfer pulse, and supplies an output of the second source follower circuit to the input terminal of the output stage source follower circuit in response to the second transfer pulse. a second transfer gate, the first reset pulse after the first reset pulse ends;
The first transfer pulse is generated after the potential of the output diffusion layer becomes stable, and the first transfer pulse is generated after the potential of the second output diffusion layer after the second reset pulse is stabilized. 2. A charge transfer device, wherein two transfer pulses are generated, and the first transfer pulse and the second transfer pulse have a phase difference of 180°.
JP20397383A 1983-10-31 1983-10-31 Charge transfer device Granted JPS6095798A (en)

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JPS6095798A JPS6095798A (en) 1985-05-29
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