JPS59132668A - Output device of charge transfer element - Google Patents

Output device of charge transfer element

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JPS59132668A
JPS59132668A JP698183A JP698183A JPS59132668A JP S59132668 A JPS59132668 A JP S59132668A JP 698183 A JP698183 A JP 698183A JP 698183 A JP698183 A JP 698183A JP S59132668 A JPS59132668 A JP S59132668A
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今井 眞一
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762Charge transfer devices
    • H01L29/765Charge-coupled devices
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Abstract

PURPOSE:To enable to obtain an output signal of a good S/N ratio and linearity under a given power source voltage and a large level by providing a voltage boosting circuit which produces a voltage of an absolute value larger than that of the power source voltage and supplies to a drain region as a reset voltage. CONSTITUTION:Signal charges are inputted to a floating diffused region 9 by means of an output gate electrode 10, and then the potential thereof becomes PG. This charge 31 is detected at certain timing, and, the potential PRL under a reset gate electrode 13 at this time cuts off the drain region 11 and the region 9. When a reset pulse phiR becomes a high voltage VRH, the potential PRH under the electrode 13 makes the region 9 and 11 conduct, and accordingly the region 9 is reset at the level P'D of a reset voltage. The voltage VGG becomes higher than the power source voltage VDD by providing the pressure increasing circuit, and the dynamic range DR of an output signal increases by the difference between the potential P'D of the region 11 and that PG under the electrode 10. Therefore, the output signal of good S/N ratio and linearity under the given power source voltage and a large level can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分封〕 本発明は、固体撮像装置とか電荷転送形の遅i線、<L
形フィルタ、トランスパーサルフィルタなどに用いられ
る電荷転送素子の出力装置に関する。
[Detailed description of the invention] [Technical division of the invention] The present invention provides solid-state imaging devices, charge transfer type slow i-line, <L
The present invention relates to an output device for a charge transfer element used in a shaped filter, a transversal filter, etc.

〔鞄明の技術的県費〕[Technical prefectural expenses for Kamei]

近年、電荷転送菓子(以下、CTDと略記する)をA・
11用して電荷転送形の遅延線、くシ形フィルタ、トラ
ンスパーサルフィルタなどが実現されている。これらの
各INCTDは、特性を良くすることやボ用システム全
体のコストを下げるなどの目的から外部回路を内部に取
シ入れ、1チツプでかなシの機能を有する集積回路とし
て開発されるようになってきた。
In recent years, charge transfer confectionery (hereinafter abbreviated as CTD) has been developed by A.
11 has been used to realize charge transfer type delay lines, comb filters, transversal filters, etc. Each of these INCTDs incorporated external circuits internally for the purpose of improving characteristics and lowering the overall cost of the computer system, and was developed as an integrated circuit that had a number of functions in one chip. It has become.

従来、CTDの出力方式としては、フローティング拡散
方式とかフローティングケ゛一トカ式か使用されてきた
。このフローティングケ゛一ト方式は、電荷を非破壊的
に本′へ出することができるなどの利点を有するが、フ
ローティング拡散方式に比べて利得を取り難く、SAか
恕いなとの欠点がある。これに対して、フローティング
拡散方式は、電荷を一度しか検出できないという欠点は
あるが、7ロー゛テイングケ9−ト方式に比べて利得を
取シ易く、SAが良いなどの利点が多いので、一般的に
使用されている。
Conventionally, the CTD output method has been a floating diffusion method or a floating capacitor method. This floating cell method has the advantage of being able to release charges non-destructively to the main body, but has the disadvantage that it is difficult to obtain a gain compared to the floating diffusion method and is not suitable for SA. On the other hand, although the floating diffusion method has the disadvantage that the charge can only be detected once, it has many advantages such as easier gain and better SA compared to the 7 loading gate method, so it is generally used. is used.

第1図は、従来のCTD集槓回路の{7イ成聖累を示し
ており、第2図は第1図の一部(たとえばNチャンネル
埋め込み形CTD)の1所面構造を示している。第1図
,第2図において、1は入力端子、2は出力端子、3は
■DD電位の第1電諒端子、4はv88電位の第2ηi
.ljt端子である。5は集積回路の半導体基板、6は
杷に膜、2は入力端子1からのアナログ@号入力に直流
バイアスを与えて電圧/電荷変換を竹なう入力部へ8は
この入力部7から直列に与えられる?4yHf’+をi
liへ送する電荷転送部、9はこの電荷転送部8の最終
段の出力ダート電極10下に隣接するフローティング拡
散領域(N膨拡散層)、1ノは電源電圧vDDが印加さ
れるCTDドレイン領域(拡散層)である。12は上記
フローティング拡散領域9とドレイン領域1ノとの間に
リセットダートi1,極13を有し、この%極13には
低電圧■RL.と高電圧V□との間で変化するリセッ}
zfルスφ8が印加され、リセットパルスφ8が高電圧
vRHのときにフローティング拡散領域9から不要電荷
をドレイン領域11に排出するためのリセット手段であ
る。14け前記フローティング拡散領域9にダートが接
続され、ドレインに電源電圧vDDが与えられた電荷検
出(電荷/?t].圧変換)相変換ET(電界効果トラ
ンジスタ)、15は少なくとも1個のFETより構成さ
れて電流源機能を有し、前記FFi;T14のソースと
概2電源端子4との間に接続された回路ブロックであシ
、上記FW’rM’4と回路ブロック15とからなるソ
ースホロワ回路は出力回路16となっており、FET1
4のソー−5一 スが出力端子2に接続されている。なお、前記転送部8
は、たとえば2相の転送ブロックφ1。
FIG. 1 shows the structure of a conventional CTD collector circuit, and FIG. 2 shows a part of the structure shown in FIG. 1 (for example, an N-channel embedded CTD). . In Figures 1 and 2, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is the first voltage terminal at ■DD potential, and 4 is the second ηi at v88 potential.
.. This is the ljt terminal. 5 is a semiconductor substrate of an integrated circuit, 6 is a film for loquats, 2 is an input part that applies a DC bias to the analog signal input from input terminal 1 to perform voltage/charge conversion, and 8 is a series connection from this input part 7. given to? 4yHf'+ i
9 is a floating diffusion region (N-swelled diffusion layer) adjacent to the bottom of the output dart electrode 10 at the final stage of this charge transfer section 8; 1 is a CTD drain region to which the power supply voltage vDD is applied; (diffusion layer). 12 has a reset dart i1 and a pole 13 between the floating diffusion region 9 and the drain region 1, and a low voltage RL. Reset that changes between and high voltage V□
This is a reset means for discharging unnecessary charges from the floating diffusion region 9 to the drain region 11 when the zf pulse φ8 is applied and the reset pulse φ8 is a high voltage vRH. 14 is a charge detection (charge/?t].pressure conversion) phase conversion ET (field effect transistor) whose dart is connected to the floating diffusion region 9 and whose drain is supplied with a power supply voltage vDD, and 15 is at least one FET. A source follower consisting of the FW'rM'4 and the circuit block 15, which has a current source function and is connected between the source of the FFi; The circuit is an output circuit 16, and FET1
The four sources 5 and 5 are connected to the output terminal 2. Note that the transfer unit 8
is, for example, a two-phase transfer block φ1.

φ2によυ駆動される2相駆動形CTDであシ、その電
荷転送方向を定めるために各和尚り2個のたとえばポリ
シリコン転送電極17i、181(量=1〜n)を有し
、最lF!.段には1自流市圧v8が印加された出力グ
ー}i’i}榊1θを有する。また、前記リセッ1・電
圧vl1Gおよびリセットz9ルスφ8ノ高電圧vRI
Kハソレぞれv。、≦vDD,vR1{≦vr,Dに設
定されている3。
It is a two-phase drive type CTD that is driven by lF! .. The stage has an output 1θ to which the current city pressure v8 is applied. In addition, the reset 1 voltage vl1G and the reset z9 pulse φ8 high voltage vRI
K hasorezore v. , ≦vDD,vR1{≦vr,D.

次に、上記CTD集積回路におけるQ’rJノ作を第3
図を参照して説明する。入力部2は、アナログ信号入力
を適切々直流バイアス電1荷忙持ち入力レベルに応じた
りJ−の交流1,1号電荷に変1リする。
Next, Q'rJ's work in the above CTD integrated circuit will be explained in the third section.
This will be explained with reference to the figures. The input section 2 converts the analog signal input into a DC bias charge according to the busy input level or into a J- AC charge.

この直流バイアスを与えられた信号′巾“、荷は、転送
部8によシ転送されてフローティング拡散領域9に入力
される。この電荷3lは、あるタイミングでFET74
により′電荷/屯圧変換されて検出される。このとき、
リセット・ぐルスφ8は低電圧vRLになっており、こ
のときのリセッ1・ダ6一 −ト道、ff、<13下のポテンシャル値PRLけ、リ
セット電圧vGoレベルを維持しているドレイン領域1
1と70−ティング領域9とを遮断するよりな1直とな
っている。次に、リセットノfルスφ8かjh宙圧V□
になると、このときのリセットダ)’i1.4113下
のポテンシャル値PRHに、フロ、−ティング波数領域
9とドレイン領域1ノとをヘリ4通させ、フローティン
グ拡散領域9の不要電イ町(前記扶出佼の箱竹)けリセ
ットダート正極13下を通ってドレイン領域1ノに排出
(吸収)さシ1、フローティング拡散領域9けリセット
電圧−■GGレベルにリセットされる。そして、リセッ
ト・やルスφ。が町ひイtト鉋圧”RLになると、フロ
ーティング拡散領」1夕9けフローティング状態になり
、θこの’IQ:i’(i+1人力を待(表する。
The charge 3l is transferred to the transfer unit 8 and input into the floating diffusion region 9.The charge 3l is transferred to the FET 74 at a certain timing.
The charge is converted into a charge/total pressure and detected. At this time,
The reset pulse φ8 is at a low voltage vRL, and at this time, the potential value PRL below the reset voltage vGo is maintained at the reset voltage vGo level.
1 and 70-ting area 9 are cut off. Next, reset nose f φ8 or jh air pressure V □
Then, the floating wave number region 9 and the drain region 1 are made to pass through the floating wave number region 9 and the drain region 1 to the potential value PRH below the reset data)'i1.4113. The reset dart passes under the positive electrode 13 and is discharged (absorbed) into the drain region 1, and the floating diffusion region 9 is reset to the reset voltage - GG level. And reset Yarusφ. When the town's pressure reaches RL, the floating diffusion region becomes a floating state and waits for θ'IQ:i'(i+1 human power).

し/こがって、」上記のように電荷/電圧変換にJ:p
検出されて出力kiM子2に侍られる出力信号のダイナ
ミック17ンジDRは、ドレイン領域11の71ヒテン
シャルイIY口)。と出力ダートに極10下のポテンシ
ャルfi1目)6との差(pD−p、)で表わされる。
J:p for charge/voltage conversion as described above.
The dynamic 17-range DR of the output signal that is detected and served by the output signal 2 is connected to the 71 potential IY port of the drain region 11. It is expressed as the difference (pD-p,) between the output dart and the potential fi1th)6 below the pole 10.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

ところで、上dαしたよりなCTD粱粕回路において、
電源電圧”DDが塊状の1まで、S/Nおよび線形性が
良く、より大きな出力化上−レベルを得たいという要求
、あるいは電源電圧v1.)Dがよシ低くなったとして
も、S/Nおまひ線形性が良く、現状並みの出力信号レ
ベルを得たいといった要求が出た場合、従来は出力ダー
ト’1−7%7。
By the way, in a CTD kamokasu circuit with higher dα,
Even if the power supply voltage v1.)D becomes very low, the S/N and linearity are good, and the demand for obtaining a larger output level increases, even if the power supply voltage v1. If there is a request to obtain an output signal level with good linearity and the same level as the current level, conventionally the output dirt is '1-7%7.

の印加電圧VBを下げて対応している。しかし、このよ
うにしても、転送部8の最終段転送転極17n、18n
の電圧(クロックφ2の重圧)がOV、”+7)(!:
aの転送電極18n下のポテンシャル値pnLがある程
度低い仙になると、転送′…、前が表向準位の影曽を受
は易くなるため、上目[:ポテンシャル値PnLの絶対
値の下限には己ずと限塵があシ、前配侠求に十分には対
し6できない。また、出力ダート電極10下のポテンシ
ャルの絶対飴が電極18n下のポテンシャルの絶対値P
。よシ低くなると転送部8における電荷の収容能力が数
少する。
This is dealt with by lowering the applied voltage VB. However, even in this case, the final stage transfer polarity 17n, 18n of the transfer unit 8
The voltage (pressure of clock φ2) is OV, ”+7)(!:
When the potential value pnL under the transfer electrode 18n of a becomes a certain low value, the transfer '..., the front becomes easier to receive the influence of the surface level, so that the lower limit of the absolute value of the potential value PnL I am very limited by myself, and I can't fully respond to the request of the former master. Also, the absolute value of the potential under the output dart electrode 10 is the absolute value P of the potential under the electrode 18n.
. As the value becomes lower, the charge storage capacity of the transfer section 8 becomes slightly smaller.

〔発明の目的〕 冷弁1明は上記の小指に鰺みてなされたもので、所定の
冨源電圧下でS/Nおよび線形性が良く、大きなレベル
の出力信号を得ることが可能となる、あるいはS、、−
’Nおよび線形性が良く所定レベルの出力信号を侑るた
めの電源電圧を低くシ得る電荷転送素子の出力装置を提
供するものである。
[Object of the Invention] The cold valve 1 is developed based on the above little finger, and has good S/N and linearity under a predetermined source voltage, making it possible to obtain a large level output signal. Or S,,-
The present invention provides an output device for a charge transfer element that has good N and linearity and can use a low power supply voltage to receive an output signal of a predetermined level.

〔発明の1!′l要〕 即ち、本発明のCTDの出力装置は、フローティング拡
散領域のti¥荷l・を電圧量に変換する出力回路の霜
;源電圧よりも絶対値が大きい電圧を重圧によシ生成し
てドレイン領域にリセット電圧として供給する昇圧回路
を、CTDと同一チップ上に形成して々ることを特徴と
するものである。
[Invention 1! In other words, the CTD output device of the present invention generates a voltage whose absolute value is larger than the source voltage by using heavy pressure. A booster circuit for supplying reset voltage to the drain region as a reset voltage is formed on the same chip as the CTD.

これによって、70−ティング拡散領域のポテンシャル
値の俊化範囲が大きくなり、CTDの出力信号のダイナ
ミックレンジが大きくなり、9− 8/Nおよび線形性が艮く大きなレベルの出力信号が得
られるようになる。
As a result, the potential value range of the 70-ting diffusion region becomes larger, the dynamic range of the CTD output signal becomes larger, and a high-level output signal with excellent 9-8/N and linearity can be obtained. become.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第4図はCTD集積回路の11・、成倶累φ・示してお
シ、その一部の断面構造を第5h<IVC2j・してい
る。
FIG. 4 shows the CTD integrated circuit 11. and the cumulative φ. The cross-sectional structure of a part thereof is 5h<IVC2j.

ここに示されたCTD集槓集結回路第1l:、<lおま
ひ第2図を参照して前述1.またCTT)jll、1.
’r:回路に比べて、電源電圧VDoを昇圧する外圧回
路41を設け、この昇圧回路4ノの昇圧′Iii、圧出
力を前記ドレイン領域11のリセット電圧V。0として
印加するようにした点が異なり、その他は同じであるの
で第1し1および第2し1中と同一符号ケ付してその謂
、明を省略する。
CTD collection circuit No. 1 shown here: 1. Also CTT) jll, 1.
'r: Compared to the circuit, an external voltage circuit 41 is provided to boost the power supply voltage VDo, and the voltage output of this voltage boosting circuit 4 is set to the reset voltage V of the drain region 11. The difference is that the voltage is applied as 0, and the rest is the same, so the same reference numerals as in the first and second parts are given, and the so-called explanation thereof will be omitted.

上記CTD莱槓回路における動作幻−第6図に示すよう
なものとなり、これは第3図を参照しで前述した動作と
殆んど同じであるか、異4る点はリセット電圧V。0と
電源電圧v110との間にIVo、DIVDDIの関係
が取立していることによつ10− て、フローティング拡散領域9のポテンシャル価の変化
範囲が従来例におけるそれよりも増大していることで千
)る。即ち、本実施例ではリセット箱1圧V。0が箪1
t1y市、圧V。9よシ高いので、出カケゝ−ト電極1
θの印加電圧VBが従来例と同じであるものとすれば、
出力信号のダイナミックレンジDR(ドレイン領域11
のポテンシャル値P。′と出カケ゛−ト電極1″o下の
ポテンシャル値P。との差)は従来レリに比べて大きく
なる。
The operation of the above CTD circuit is as shown in FIG. 6, which is almost the same as the operation described above with reference to FIG. 3, except for the reset voltage V. Since the relationship between IVo and DIVDDI is established between 0 and the power supply voltage v110, the range of change in the potential value of the floating diffusion region 9 is increased compared to that in the conventional example. 1,000). That is, in this embodiment, the reset box pressure is 1 V. 0 is 1
t1y city, pressure V. Since it is higher than 9, the output electrode 1
Assuming that the applied voltage VB of θ is the same as the conventional example,
Dynamic range DR of output signal (drain region 11
potential value P. ' and the potential value P below the output electrode 1'') is larger than that of the conventional relay.

換言すれば、電わ・)を電圧を上記実施例の値vDDよ
シも低い値vDD′にL1昇圧されたリセット電圧V。
In other words, the reset voltage V is boosted to a value vDD' which is lower than the value vDD of the above embodiment.

0をvDDに設定すれは、従来例と同じダイナミックレ
ンジをイ(+ることかできる。このことね1、現在いろ
いろな集積回路で動作電源の低電圧化を目指す傾向にあ
ることに対厄して、上記CTI)狛槓回路の電源電圧”
DDを低電圧化して同−電源系のシステムに適用するこ
とが可能になる。
By setting 0 to vDD, it is possible to achieve the same dynamic range as the conventional example. Therefore, the power supply voltage of the above CTI) Komaga circuit”
It becomes possible to reduce the voltage of the DD and apply it to a system using the same power supply system.

゛また、上記実施例によれば、70−ティング拡散領域
9に旧劇している容量成分を従来例に比べて大きくする
ことなくCTDの出力Wl≦の[1−1″1向゛の収容
能力が増加している。
Furthermore, according to the above embodiment, the CTD output Wl≦ [1-1'' can be accommodated in one direction without increasing the capacitance component existing in the 70-ring diffusion region 9 compared to the conventional example. Capacity is increasing.

なお、ドレイン領域11のリセット′ル1圧■。0が電
源箱;圧vDDよp高いと、箱:位工/屯L1−変侯用
FET14のr〜トにも70−テイング拡散匝域9のリ
セット時に商いリセット電圧vGoが印加サレる。いま
、信号検出時(1)上i;t4FET14のダート電、
圧をVG、ドレイン・ソース曲′屯圧ケ■Da。
Note that the reset voltage of the drain region 11 is 1 pressure. If 0 is higher than the voltage vDD of the power supply box, the reset voltage vGo is applied to the FETs 14 for the power supply box and L1 when the 70-teing diffusion region 9 is reset. Now, when detecting the signal (1) Upper i; t4FET14 dart voltage,
Pressure VG, drain source song 'ton pressure ke■Da.

ゲート・ソース間電圧をVGS,闘値電圧をVTH,ソ
ース電圧(出力時、、子20山1圧)な−Vで衣ゎすと
、 vDB=vDD”0−(1) ■J’T11””VG−VO−vTH・・・(2)とな
る。したがって、FET14が1F=′rj検出時にほ
ぼ飽第11動作をするだめには、 vGs−vTH<”DB’−<:3) となることが必要であり、上式(3)に画成(1)、(
2)を代入して ■o−■、□<vDl)・・・(4) となることが必要である。即ち、出力1+j号としてか
なシ緑形性の良いものを必要とする場合に1、信号検出
時に上式(4)をはぼ成立させるように電圧1シ1係を
定めておく必要があるがそれほどの線形性を必要としな
い場合にはこの限シで々い。
When the gate-source voltage is VGS, the threshold voltage is VTH, and the source voltage (at output, 20 peaks 1 voltage) is -V, then vDB=vDD"0-(1) ■J'T11""VG-VO-vTH...(2). Therefore, in order for the FET 14 to perform almost the 11th operation when 1F='rj is detected, vGs-vTH<"DB'-<:3). It is necessary to define (1), (
It is necessary to substitute 2) to obtain ■o−■, □<vDl) (4). In other words, when output 1 + j is required to have good kana-green shape, it is necessary to determine the voltage 1 + j so that the above equation (4) holds true at the time of signal detection. This limit is sufficient when such linearity is not required.

壕だ、上記実施例において、ドレイン領域1ノのリセッ
ト電圧V。0かめる程度まで関くなると、ドレイン領域
11のポテンシャル値PD′よりもリセットパルスφ、
が尚′…、圧■□のときのリセットダート電極13下の
ポテンシャル値P□が低くなってリセット不能になる場
合が生じてくる。
In the above embodiment, the reset voltage V of the drain region 1. When the relationship reaches the level of 0, the reset pulse φ,
However, the potential value P□ under the reset dirt electrode 13 when the pressure is □ becomes so low that it becomes impossible to reset.

これを鴫決するためには、リセットパルスφ8の1、l
−FH15j:圧V□もCTD&q=、槓回路内で昇圧
し、とのvRHすりセットfIi、圧■。Gよりも高く
すればよい。
In order to solve this problem, 1, l of reset pulse φ8 is required.
-FH15j: Pressure V□ is also boosted in CTD&q=, in the ramming circuit, and vRH slip set fIi, pressure ■. Just make it higher than G.

また、リセット・Qルスφ8の低霜圧vRLは、フロー
ティング1ム散’Y#J域9に流入した伯号亀荷レベル
に相当するポテンシャル値をリセットダート電極13下
に形成するのに相当する電圧レベル以下にしておけQ」
よい。
In addition, the low frost pressure vRL of the reset Qrus φ8 is equivalent to forming a potential value corresponding to the level of the load flowing into the floating 1mm Y#J area 9 under the reset dart electrode 13. Keep it below the voltage level Q.
good.

第7図は、リセット電圧■GG昇圧用の昇圧回13− 路(第4図41)の−兵体例を示してお9.7ノや 73はNチャンネルエンハンスメント形のMOSトラン
ジスタ、74〜76はNチャンネルデプレッション形の
VO8)ランソスタ、77は低市圧がv88で高電圧が
”DDの・ぐルスφが入力する・(ルス入力端、78は
昇圧用容匍、7gは昇圧電圧出力ノードである。即ち、
トランジスタ7)のソースはV8s電源に接続され、そ
のダートは・母ルス入力端77に接続され、そのドレイ
ンとvDD電源との間にはr−ト・ソース11互が接続
されたトランジスタ74が負荷として接続されることに
よってインバータが形成だれている。このイン・ぐ−夕
の出力ノード801/Cf1i)iiピ容知知78一端
が接続され、この容量78の他端とvs8電源との曲に
はトランジスタ72および76が直列に接続されている
。また、上記トランジスタ72のダートはパルス入力端
7ノに接続され、トランジスタ76はドレイン・ソース
相互が接続されている。トランジスタ75はドレイン・
ダート相互が接続され、VDD、’4.’源と前記ドシ
ン14− ジスタフ2,76相互の接続点との間に接続されている
。さらに、前記容量78の他端と昇圧′屯圧出カッード
ア9との間にドレイン・ダート相互か按わ′1コされた
トランジスタ73が挿入されている。
Figure 7 shows an example of the boost circuit 13 (Figure 4 41) for boosting the reset voltage GG. N-channel depression type VO8) Run Soster, 77 has a low voltage of V88 and a high voltage of DD.Grus φ is input (Rus input terminal, 78 is a boosting capacity, 7g is a boosted voltage output node. Yes. That is,
The source of the transistor 7) is connected to the V8s power supply, its source is connected to the source input terminal 77, and between its drain and the VDD power source, a transistor 74 connected to the source 11 is connected to the load. An inverter is formed by being connected as one. One end of the input/output node 801/Cf1i) is connected to the output node 78, and transistors 72 and 76 are connected in series between the other end of the capacitor 78 and the vs8 power supply. Further, the dart of the transistor 72 is connected to the pulse input terminal 7, and the drain and source of the transistor 76 are connected to each other. The transistor 75 has a drain
The darts are connected to each other, VDD, '4. ' source and the connection point between the dosin 14 and the distaff 2, 76. Further, a transistor 73 is inserted between the other end of the capacitor 78 and the booster/output cup door 9, the drain and the drain being connected to each other.

而して、入力・ぐシスφがV電圧のとき、トD フンシスタフ1および72がオンになシ、容量78の一
端側のインバータ出力ノード80(rJ−V、’mlc
圧になり、客月−78の他端はトランジスタ75.76
の相互接続点の電圧VAになる。次に、入力・eシスφ
がV8B電圧になると、トランジスタ7)お主び72は
オフになり、容量78の一端イ則のインバータ出力ノー
ド80はvDD′屯圧になり、等量78の他端の電圧は
容量78の効果によりおよそ(■Dl、十VA)の値ま
で上昇する。
Therefore, when the input voltage φ is V voltage, the voltages 1 and 72 are turned on, and the inverter output node 80 (rJ-V, 'mlc
voltage, and the other end of customer month -78 is transistor 75.76
becomes the voltage VA at the interconnection point. Next, the input e system φ
When becomes the V8B voltage, transistors 7) and 72 are turned off, the inverter output node 80 of the capacitor 78 has a voltage of vDD', and the voltage at the other end of the capacitor 78 is the effect of the capacitor 78. It increases to a value of approximately (■Dl, 10VA).

ここで、ドレイン・ダート相互が接続されたダイオード
的動作を行なうトランジスタ730閾値′屯圧’(j:
VTHで?くわすと、昇圧電圧出力ツードア9の箱、圧
(リセット由′1圧■。0となる)は理想的にはおよそ
(vDD十vA−vTH)の値1で上昇する。
Here, the threshold value ``voltage'' (j:
At VTH? When this is done, the voltage (becomes 0 due to reset) of the boosted voltage output two-door 9 rises to a value of 1, which is approximately (vDD + vA - vTH).

第8図は、前述したようにリセット・ぐシスφ。FIG. 8 shows the reset position φ as described above.

を昇圧する必袂がある場合にCTD4+槓回路に内蔵さ
れる昇圧回路の一具体例を示しておシ、8ノおよび82
はNチャンネルデルッション形MO8)ランジスタであ
って、それぞれドレイン・ダート相互が接続されると共
に互いに直列にvDD蹟とv8s′市源との間に接続さ
れている。
A specific example of a booster circuit built into the CTD4 + booster circuit when there is a need to boost the voltage is shown in Figures 8 and 82.
are N-channel delusion type MO8) transistors, and their drains and darts are connected to each other, and they are connected in series between the vDD and v8s' sources.

上記トランジスタ8..1.82の相互接続点と昇圧パ
ルス出力ノード83との曲に111列にNチャンネルエ
ンハンスメント形MOSトランジスタ84が接続されて
おり、そのr−トは低電圧がvs8で高電圧がV。Dの
パルスφが入力するパルス入力端85に接続されている
。また、前記昇圧パルス出力ノード83には荷、圧用容
量86の一輪が接h′eされ、この8量86の他店んは
前記パルスφとは逆相の反転ノeシスφが入力するi4
ルス入力端87に接続されている。
The above transistor 8. .. N-channel enhancement type MOS transistors 84 are connected in the 111th column between the interconnection point of 1.82 and the boost pulse output node 83, and the low voltage at the r-t is vs8 and the high voltage is V. It is connected to a pulse input terminal 85 to which the pulse φ of D is input. Further, one ring of a load/pressure capacitor 86 is connected to the boost pulse output node 83, and the other part of the load/pressure capacitor 86 is inputted with an inverted system φ having an opposite phase to the pulse φ.
is connected to the pulse input terminal 87.

而して、入力パルスφがV。rW圧、φがV38電圧の
とキ、トランジスタ84はオンに々す、トランジスタ8
1.82の相互接続点の電圧vcが昇圧パルス出力ノー
ド83から前記リセットパルスφの低電圧vRLとして
供給される。同時に、容量86には端子電圧がvcとな
るような電荷が充電されている。入カッ4ルスφがv8
8電圧、φがvDD電圧になると、トランジスタ84は
オフになシ、昇圧パルス出力ノード83にはリセッ)p
4ルスφ8の高知、圧■RHとして理想的にはケ゛−ト
電極側の宕11ト成分である。
Thus, the input pulse φ is V. rW voltage, φ reaches V38 voltage, transistor 84 turns on, transistor 8
The voltage vc at the interconnection point of 1.82 is supplied from the boost pulse output node 83 as the low voltage vRL of the reset pulse φ. At the same time, the capacitor 86 is charged with a charge such that the terminal voltage becomes vc. Input curl 4 φ is v8
8 voltage, when φ reaches the vDD voltage, the transistor 84 is turned off, and the boost pulse output node 83 is reset) p
Ideally, the Kochi and pressure RH of 4 pulses φ8 would be the lower 11 component on the gate electrode side.

なお、上記実施例は、N”ヤンネル形、理め込みチャン
ネル形、2層ポリシリコン構造、2相駆動形のCTD集
柘回路を示したが、本発明は上記実施例以外のCTD構
造(電荷転送チャンネルの等’tlj、形、電極(トド
造、電極拐質、チャンネル部の深さ、入力部補遺、転送
りロックの相数を含む転送部構造など)にも通用可能で
ある。また、CTDはそれ自体で電荷転送形の遅延約、
<17− シ形(コム)フィ゛ルク、トランスバーツルフィルタな
どを形成することができ、と、が、そのイ11;の様々
の応用品にも本ブじ明を1:KjJ−11r]]能てメ
・・る。たとえは、ライン+ンナと7′・、二次元イメ
ーノ士シサの電荷胱出部(水平方回CTDレジスタおよ
O出力回路)にも本発明をガ*用’I#i:であり、こ
の場合には転送部に倖像部からの水平方向IM″月電向
列の各知、荷が並列に入力すZ。脣た、<Ljf’。
The above embodiments have shown CTD integrated circuits of N'' channel type, embedded channel type, two-layer polysilicon structure, and two-phase drive type. It can also be applied to the transfer channel, shape, electrode (sea lion structure, electrode structure, depth of the channel section, input section addition, transfer section structure including the number of phases of the transfer lock, etc.). The CTD itself has a charge transfer type delay of approx.
<17- It is possible to form square-shaped (comb) fields, transverse filters, etc., but this article also applies to various applied products of A11; 1:KjJ-11r] ] I can do it. For example, the present invention can also be applied to the charge output part (horizontal circuit CTD register and O output circuit) of the line + inner and 7'. In this case, the horizontal direction IM'' horizontal direction column from the imager section is input to the transfer section in parallel.

フィルタを+fjffJ”tするj場合には、CTDの
1つの転送段で他のCTI)を・経由した「11.1n
丁を加jjすればよい。
If the filter is +fjffJ"t, "11.1n
All you have to do is add a digit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように本発ゆ」のCTDσ)出力づシ装置によ
れば、所定の鍼計電圧下でSAt・よび靜d形性が良く
大きなレベルの出力信号を仙ることができ、あるいはS
/’Nj’−よひ線Jし性が良<i;i定レベルの出力
侶号をイ!jるための電源1[1:圧=w−1L!:(
するととができる利点がある。
As mentioned above, the CTD σ) output device of this invention can provide a high-level output signal with good SAt and quietness under a predetermined acupuncture voltage, or
/'Nj' - Good line J performance <i; Power supply 1 [1: Pressure = w-1L! :(
This has the advantage of being able to do this.

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

第1図は従来の電荷転送環子タミイl′1回路を示す1
8− 樒成説、明図、第2図は第1図の′電荷転送素子の一部
の1iJr而構造を示す図、第3図は第2図の電荷転送
素子における基板内ポテンシャル分布の変化をi4S?
、明す2・ために示す図、第4図は本発明に係る電荷転
送素子の出力装置の一実施例を示す輻゛成G、明図、第
5図は第4図の電荷転送素子の一部の断面構造を示す図
、第6図は第5図の電荷転送素子における込!;板内ポ
テンシャル分布の変化を説明するために示す図、第7図
は第4図のリセット電圧昇圧回路の一具体例を示す回路
図、第8同はリセットパルス昇圧回路の一具体例を示す
回路図である。 5・・・半畳体、jIj、′)fi、8・・・電荷転送
部、9・・・フローティング拡散領域、1ノ・・・ドレ
イン領域、12・・・リセット手段、ノ3・・・リセッ
トダートi[&、14・・・FET、76・・・出力回
路、41・・・昇圧回路、vI)D・・・電源電圧、v
GG・・・リセット電圧、φ8・・・リーヒットパルス
。 出願人代理人弁理士鈴江武彦 19− 第1図 iI2図 第6図 s7図 VQS−11o% Wココp(Voo、Vss)
Figure 1 shows a conventional charge transfer circuit 1'1 circuit.
8- Figure 2 shows the structure of a part of the charge transfer element in Figure 1, Figure 3 shows changes in the potential distribution in the substrate in the charge transfer element in Figure 2. i4S?
, FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the output device of the charge transfer device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the output device of the charge transfer device of FIG. FIG. 6 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the charge transfer device shown in FIG. Figure 7 is a circuit diagram showing a specific example of the reset voltage booster circuit shown in FIG. 4; Figure 8 is a diagram showing a specific example of the reset pulse booster circuit shown in FIG. It is a circuit diagram. 5... Semiconductor, jIj,')fi, 8... Charge transfer section, 9... Floating diffusion region, 1... Drain region, 12... Reset means, No. 3... Reset Dart i [&, 14...FET, 76... Output circuit, 41... Boost circuit, vI) D... Power supply voltage, v
GG...Reset voltage, φ8...Rehit pulse. Patent attorney for applicant Takehiko Suzue 19- Figure 1 iI2 Figure 6 s7 Figure VQS-11o% W cocop (Voo, Vss)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)牛導体基板上に形成され、聾向転迭音μから信号
電荷が転送されるフローティング拡散領域と、リセット
°紬圧が与えられるドレイン領移と、このドレイン領域
と前記フローティング拡散領域との間の導通、非纒通を
リセット・やルスの電圧レベルによって制仙jするリセ
ット手段と、前記フローティング拡散領域に電気的に接
続され、七の領域のi−向斯を讐圧量に亥侯して出力5
号を桁り出す出力回路とを具イ紛する實衡転辷54子の
び刃装置において、贋記呂力回路のiイd贅圧よりも電
動1Lが大きい′−圧を外圧により虫取して前記リセッ
ト電圧として併結する昇圧回路を前記手樽体基板上に形
成してなることを特徴とする電荷転送素子の出力装置。
(1) A floating diffusion region formed on a conductive substrate and to which signal charges are transferred from the deafening sound μ, a drain region to which reset pressure is applied, and this drain region and the floating diffusion region. a reset means for controlling conduction or non-conduction between the two regions by a voltage level of reset/resistance; Output 5
In a real-equivalent transfer 54-element extension blade device that includes an output circuit that digitizes the number, the electric 1L pressure is larger than the iid pressure of the counterfeit power circuit, and the insects are removed by external pressure. An output device for a charge transfer element, characterized in that a booster circuit connected as the reset voltage is formed on the barrel-shaped substrate.
(2)前記フローティング遁散価域とドレイン領域とを
導通させるときのリセット+段に印加される電圧レベル
IdAiJ記半導体基板上にノ1り成してなる昇圧回路
によってつくられ前記箱、Yb1(’屯IJEよシも絶
対値が大きくなるように17たことを4+H,。 徴とする前記特許’ar4求の範囲pl:jllgaf
likのtf’t、r:h転送素子の出力装置。
(2) Voltage level applied to the reset + stage when conducting the floating discharge region and the drain region IdAiJ The box Yb1 ( 'Tun IJE also has 17 so that the absolute value becomes large. 4+H,.
lik's tf't, r:h transfer element output device.
(3)前記出力回路は、ダートか前式1−′フローティ
ング拡散佃域に接続された’14;界タ1ノシt、:’
)ランジスタを用いたソースホロワ回路でめり、梠号)
りs吊降に上記電ケV効シ1、□トランジスタかζ:干
1剤和伸域で動作するように’ia圧ト]係が定められ
ていることを特徴とする前記I11j、l、計−1」求
の範囲第1項h1−・1’+1jの霜1囮工転送紫子の
出力装置。
(3) The output circuit is connected to the dart or the previous equation 1-' floating diffusion region.
) Using a source follower circuit using a transistor, Mokugo)
The above-mentioned I11j, l, meter is characterized in that the above-mentioned electric cable V effect 1, □transistor or -1'' is the output device for the first term h1-・1'+1j of the range 1 decoy transfer purple.
(4)前記′に+、荷qシ、送部け′市信転込形遅延線
であることを特徴とする特許 記載の電荷転送系子の出力装置。
(4) The output device for the charge transfer system described in the patent, characterized in that '+', '+' and 'Q', and the sending part and '', respectively, are transfer-type delay lines.
(5)前記′+1i何転送部1’;l:iff何転送形
トランスパーサルフィノレタであることを牛ζ徴とする
A’l占し:牛許1l4求の範囲第1狽記載の電荷転送
系子の出力装置。
(5) The above '+1i what transfer unit 1'; l:if what transfer type transpersulfinoreta A'l fortune-telling: the range of the 114 search for the charge described in the first box Transfer system output device.
(6)前記霜1向転送部は、その内の1つのφ,(1a
段で他の電荷転送菓子から転送されてきた電荷を加yl
するくし形フィルタを形成していることを特徴とする特
許 電荷転送素子の出力装置。
(6) The frost one-direction transfer section is configured such that one of them φ, (1a
At the step, add the charge transferred from other charge transfer confectionery.
An output device of a patented charge transfer element characterized by forming a comb-shaped filter.
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