JPH08330965A - Ccdを用いたデイジタル/アナログ変換器 - Google Patents

Ccdを用いたデイジタル/アナログ変換器

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JPH08330965A
JPH08330965A JP16161495A JP16161495A JPH08330965A JP H08330965 A JPH08330965 A JP H08330965A JP 16161495 A JP16161495 A JP 16161495A JP 16161495 A JP16161495 A JP 16161495A JP H08330965 A JPH08330965 A JP H08330965A
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JP
Japan
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converter
gate
ccd
poly
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP16161495A
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English (en)
Inventor
Yong Gwan Kim
ヨン・ガン・キム
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SK Hynix Inc
Original Assignee
LG Semicon Co Ltd
Goldstar Electron Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CCDを用いてD/A変換器を形成し、D/
A変換器の構造を単純化させること。 【構成】 第1導電型井戸を有する半導体基板と、前記
半導体基板の所定の部位にデイジタルデータのビット数
に相応する数だけ形成される高濃度の第2導電型電荷ソ
ース領域と、デイジタル信号の該当ビット信号が入力さ
れて電位を変換させる複数個のバリヤゲートと、デイジ
タル信号のビットの桁に相応する面積をもって前記各バ
リヤゲートの他側に形成されるポリゲートと、前記全ポ
リゲートの一側に共通に形成される出力ゲートと、各ポ
リゲートに占められた電荷を一カ所に集めて、全体の電
荷量をセンシングするために前記出力ゲートの一側に形
成される高濃度の第2導電型浮動拡散領域とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデイジタル信号をアナロ
グ信号に変換するD/A変換器に係り、特にCCDを用
いたD/A変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のD/A変換器を図とともに説明す
ると、次の通りである。図1は従来のD/A変換器の回
路構成図であり、ビット数だけの電子スイッチS0〜S
n-1の入力端に電源電圧−VR と接地電源が各々印加さ
れるように構成され、各電子スイッチS0〜Sn-1の出力
側には互いに異なる抵抗値を有するn個の抵抗が接続さ
れる。ここで、互いに異なる抵抗値を有するn個の抵抗
は最上位ビットの電子スイッチSn-1 の出力側に接続さ
れた抵抗Rを基準にして、その次のビットから最下位ビ
ット2n-1 までの抵抗値を有するようにする。このよう
にn個の抵抗を通して出力される各電子スイッチS0
n-1の出力電圧を積算して、一定の利得で増幅してア
ナログ信号として出力する増幅器OP1 が出力端に接続
される。
【0003】このように構成された従来のD/A変換器
の動作は次の通りである。即ち、図1において各電子ス
イッチS0〜Sn-1はデイジタル信号の「ハイレベル1」
が印加されると、電源電圧を選択して出力し、「ローレ
ベル0」が印加されると、接地電圧を選択して出力す
る。従って、最上位ビットラインで電子スイッチSn-1
に「ハイレベル1」が印加され残りには「ローレベル
0」が印加されると、電子スイッチSn-1 は電源電圧−
R に接続され残りは全部接地される。従って、電子ス
イッチSn-1の出力端に接続された抵抗Rの電流は−VR
/Rであり、最終出力端V0 の電流は(−VR/R)*
R’になる。
【0004】もし、最上位ビット電子スイッチSn-1
ら順次5ビットが「ハイレベル1」であり残りが「ロー
レベル0」であると、出力端V0 の電流は(−VR
R)*R’+(−VR/2R)*R’+(−VR/4R)
*R’+(−VR /8R)*R’+(−VR/16R)
*R’=(16+8+4+2+1)((−VR/16
R)*R’)=31((VR/16R)*R’)とな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のD/A変換器には次の問題点があった。各抵
抗値が2n 倍づつ大きくなるので、ビット数が多くなる
程デザイン及び精度に問題があり、一番小さい抵抗値が
小さ過ぎると精度に問題が発生し、且つ一番小さい抵抗
値が大き過ぎると一番大きい抵抗値が大き過ぎて実現性
に問題が発生する。
【0006】本発明はかかる問題点を解決するためのも
ので、CCDを用いてD/A変換器を形成して構造を単
純化させることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のCCDを用いたD/A変換器は、第1導電型
井戸を有する半導体基板と、前記半導体基板の所定の部
位にデイジタルデータのビット数に相応する数だけ形成
される高濃度の第2導電型電荷ソース領域CSR1〜C
SRnと、デイジタル信号の該当ビット信号が入力され
て電位を変換させるように、前記各電荷ソース領域CS
1〜CSRnの一側に形成される複数個のバリヤゲート
BG1〜BGnと、デイジタル信号のビットの桁に相応す
る面積をもって前記各バリヤゲートBG1〜BGnの他の
一側に形成されるポリゲートPG1〜PGn と、前記全
ポリゲートPG1〜PGnの一側に共通に形成される出力
ゲートOGと、各ポリゲートPG1〜PGnに占められた
電荷を一カ所に集めて全体の電荷量をセンシングするた
めに、前記出力ゲートOGの一側に形成される高濃度の
第2導電型の浮動拡散領域FDでセンシングが終わった
電荷を放電させるために前記浮動拡散領域FDの一側に
形成されるリセットゲートRG及びリセットドレーン領
域RDを含んで構成されることを特徴とする。
【0008】
【実施例】前記本発明のCCDを用いたD/A変換器を
図とともにより詳細に説明すると、次の通りである。図
2は本発明のCCDを用いたD/A変換器の平面図であ
り、図3は本発明のCCDを用いたD/A変換器の垂直
構造図である。
【0009】本発明のCCDを用いたD/A変換器の構
成は、図2及び図3のようにP型井戸を有する半導体基
板上の所定の部位に高濃度のN型不純物領域である電荷
ソース領域(Charge Source Regio
n)(CSR1〜CSRn)この電荷ソース領域CSR1
〜CSRnはデイジタルデータのビット数に対応する数
だけ用意する。この各電荷ソース領域(CSR1〜CS
n)に沿ってデイジタル信号の該当ビット信号が入力
されて電位を変換させるバリヤゲートBG1〜 BGn
形成され、各バリヤゲートBG1〜BGnの反対側にはデ
イジタル信号のビットの桁に相応する面積を有するよう
にポリゲートPG1〜PGnが形成されている。全ポリゲ
ートPG1〜PGnの他方の側には全てのポリゲートに共
通に出力ゲートOGと、各ポリゲートPG1〜PGnに占
められた電荷を一カ所に集めて全体の電荷量をセンシン
グするための浮動拡散領域FDと、浮動拡散領域FDで
センシングの終わった電荷を放電させるためのリセット
ゲートRGと、リセットドレーンRD領域とが形成され
ている。ここで、ポリゲートPG1〜PGnはビットの桁
によって大きく違う。即ち、nビットの変換器の場合、
最下位ビットのポリゲートPG1は20の面積を有し、最
上位ビットのポリゲートPGnは2n-1の面積を有する。
図2には例として4ビットのD/A変換器を示した。
【0010】このように構成される本発明のCCDを用
いたD/A変換器の動作は次の通りである。入力される
デイジタル信号が4ビットであり、そのデータ値が10
10と仮定して説明すると、第1、第3のバリヤゲート
BG1,BG3には1の信号が印加され、第2、第4バリ
ヤゲートBG2,BG4には0の信号が印加される。従っ
て、1の信号が印加される第1、第3バリヤゲートBG
1,BG3のチャンネル領域の電位が低くなって各電荷ソ
ース領域CSR1,CSR3にある電荷がポリゲートPG
1,PG3の電位ポケット(Potential Poc
ket)に流入し、0の信号が印加される第2、第4バ
リヤゲートBG2,BG4のチャンネル領域の電位は低く
ならないので、各電荷ソース領域CSR2,CSR4にあ
る電荷がポリゲートPG2,PG4の電位ポケットに移動
されない。ここで、1の信号が印加されて電荷がポリゲ
ートの電位ポケットに流入してもポリゲートの面積が互
いに異なるために流入する電荷量も異なる。即ち、第1
ポリゲートPG1 の低位ポケットに流入する電荷量が8
であり、第3ポリゲートPG3 の電位ポケットに流入す
る電荷量は2となる。
【0011】このように各ビットに印加されるデータ値
によって電荷の移動が完了されると、出力ゲートにハイ
パルスが印加されてポリゲート電位ポケットにある電荷
が浮動拡散領域FDに移動する。浮動拡散領域FDでは
移動された電荷量をセンシングしてアナログ信号として
出力し、センシングが完了された浮動拡散領域FDの電
荷はリセットゲートRGにハイ信号が印加されるとき、
リセットドレーンRDに移動されて放電する。ここで、
浮動拡散領域FDに流入した総電荷量は8+2=10で
ある。つまり、4ビットのデイジタル信号1010はア
ナログ信号10に変換されて出力される。このような動
作が繰り返し行われてデイジタル信号をアナログ信号に
変換させる。
【0012】一方、図4は本発明による15ビットのD
/A変換器の構成図であり、図5は図4のA部分の平面
構造図であり、図6は図5のB−B′線に沿った断面構
造図である。
【0013】15ビットのD/A変換器を構成するにお
いて、前記図2で説明した電荷ソース領域CSRとバリ
ヤゲートBG1〜BGn及びポリゲートPG1〜PGnを1
5ずつ連続的に形成するのではなく、3個乃至4個形成
してこれらを回路的に組み合わせて15ビットのD/A
変換器を形成する方法である。即ち、デイジタル信号の
入力レベルによってA,B,C,Dグループに分け、各
グループでポリゲートは図2と同じ大きさを有する。そ
して、各グループから出力される信号を互いに異なる基
準値により増幅して出力し、各グループから出力された
値を加えて電圧/電流変換器に入力させ、そこから電流
信号に変換されたアナログ値を出力する。図4乃至図6
は各グループの基準電圧を12V,13V,14V,1
5Vとした。
【0014】
【発明の効果】上述した本発明のCCDを用いたD/A
変換器には次の効果がある。本発明はCCDを用いるか
ら従来のD/A変換器に比べて構造が簡単で、小型、そ
して動作が単純なので廉価であるばかりではなく、性能
が優れている。さらに、ビット数を増加させることがで
きるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のD/A変換器の回路構成図である。
【図2】 本発明のCCDを用いたD/A変換器の平面
図である。
【図3】 本発明のCCDを用いたD/A変換器の垂直
構造図である。
【図4】 本発明による15ビットのD/A変換器の構
成図である。
【図5】 図4のA部分の平面構成図である。
【図6】 図5のB−B′線に沿った構造断面図であ
る。
【符号の説明】
CSR1〜CSRn…電荷ソース領域、BG1〜BGn…バ
リヤゲート、PG1 〜PGn…ポリゲート、OG…出力
ゲート、RG…リセットゲート。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型井戸を有する半導体基板と、 前記半導体基板の所定の部位にデイジタルデータのビッ
    ト数に相応する数だけ形成された高濃度の第2導電型電
    荷ソース領域と、 デイジタル信号の該当ビット信号が入力されて電位を変
    換させるように、前記各電荷ソース領域に沿って形成さ
    れた複数個のバリヤゲートと、 デイジタル信号のビットの桁に相応する面積に、前記各
    バリヤゲートの他方の側に形成されたポリゲートと、 前記全てのポリゲートに共通に形成された出力ゲート
    と、 各ポリゲートに占められた電荷を一カ所に集めて、全体
    の電荷量をセンシングするために前記出力ゲートに沿っ
    て形成された高濃度の第2導電型浮動拡散領域と、 前記浮動拡散領域FDでセンシングの終わった電荷を放
    電させるために、前記浮動拡散領域に沿って形成される
    リセットゲート及びリセットドレーン領域を有すること
    を特徴とするCCDを用いたD/A変換器。
  2. 【請求項2】 ポリゲートの面積はnビットの場合、2
    n-1 に対応する面積を有することを特徴とする請求項1
    記載のCCDを用いたD/A変換器。
  3. 【請求項3】 ビット数の多い場合、電荷ソース領域と
    バリヤゲート及びポリゲートを複数個を一つのブロック
    にして、これらブロックを回路的に組み合わせて複数ビ
    ットのD/A変換器を形成することを特徴とする請求項
    1記載のCCDを用いたD/A変換器。
JP16161495A 1995-06-06 1995-06-06 Ccdを用いたデイジタル/アナログ変換器 Pending JPH08330965A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5680927A (en) * 1979-12-04 1981-07-02 Matsushita Electronics Corp Signal converter
JPS57118436A (en) * 1981-01-16 1982-07-23 Toshiba Corp Digital-to-analog converter
JPS5981916A (ja) * 1983-09-16 1984-05-11 Fujitsu Ltd 半導体d−a変換装置
JPS62134A (ja) * 1985-03-07 1987-01-06 ゼロツクス コ−ポレ−シヨン デジタル・アナログ変換器

Patent Citations (4)

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