JPS6257262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各々入力端子と、出力端子と、情報
を表わす電荷蓄積用の容量と、電荷転送用の少な
くとも１個の制御電極を有する一連の半導体セル
を具え、各セルの入力端子はその前段のセルの出
力端子に結合され、且つ順次のセルの制御電極に
クロツク信号を循環置換式に供給して電荷転送を
制御する制御手段が設けられている電荷転送装置
に関するものである。

上述した種類の電荷転送装置は米国特許第
3666972号明細書により既知である。これらの電
荷転送装置は一つのセルから次のセルへの信号電
荷パケツト転送中に当該セルに電荷が残留するた
め、第１に転送電荷パケツトの大きさが減少し、
第２に残留電荷が次に転送されてくる次の信号電
荷パケツトに加わるという欠点を有する。第１の
効果は減衰した信号電荷パケツトをリニア増幅す
ることにより克服することができることは明らか
である。しかし、第２の効果は信号電荷パケツト
の“スメアー”を生じ、次の信号電荷パケツトが
その前の信号電荷パケツトの影響により歪みを受
けることになる。この問題は1976年９月に英国の
エデインバラで開催された“Third International
Conferen ce on Technology and application
of charge Coupled Devices”のレポートの輪文
“An Analysis of CCD Recursive Filters With
Application to MTI Radar Filters”第227〜
231頁にも記載されている。

今までのところ、この問題の解決策は基本セル
自体を改良することに集中しているが、この改良
では電荷転送装置内に多数倍のセルを組み込む必
要があるために構成が複雑になる欠点がある。

本発明の目的は個々のセルを変更することなく
前記スメアー効果を著しく緩和した電荷転送装置
を提供せんとするにある。

この目的のために、本発明電荷転送装置におい
ては、セル列の一つのセルの出力端子に結合さ
れ、端出力端子における信号電荷パケツトの大き
さを検出すると共に該信号電荷パケツトから補償
電荷パケツトを取り出す検出器を設け、更に前記
補償電荷パケツトを前記信号電荷パケツトに対し
１クロツク周期遅れの電荷パケツトに反対極性で
加える帰還路を設けたことを特徴とする。

もとの信号電荷パケツトに対し１クロツク周期
遅れのこの残留電荷の補償により、次の信号電荷
パケツトが前記残留電荷により妨害されるのを防
止できる。本発明によるこの補償はもとの電荷パ
ケツトから補償電荷を取り出し、この電荷を次の
信号電荷パケツトに直ちに又はある時間経過後に
加えることにより得ることができる。従つて、個
個のセルを改良する必要がないため基板のスペー
スの節約が得られ、またこの補償は個々のセルの
改良によるよりも一層効果的である。

補償電荷は信号電荷パケツトから、この信号電
荷パケツトを妨害することなく取り出すようにす
るのが有利である。この目的のために、本発明電
荷転送装置においては前記検出器を高オーム入力
端子及び低オーム出力端子を有するバツフア増幅
器と第１コンデンサをもつて構成する。

本発明においては電荷転送装置の特定の点から
取り出した補償電荷をその点から２個以上前のセ
ルに位置する次の信号電荷パケツトに直ちに加え
るのが有利である。この目的のために、本発明電
荷転送装置の一例においては、前記バツフア増幅
器を反転増幅器とし、その入力端子を電荷転送装
置の一連のセルの一つであつてその制御電極が第
１クロツク信号で制御されるセルの出力端子に接
続し、前記第１コンデンサの一方の電極を第１ト
ランジスタの主電流路を経て前記バツフア増幅器
の出力端子に接続し、前記第１コンデンサと並列
に第２トランジスタの主電流路を接続し、且つ前
記第１コンデンサの他方の電極を前記セルより前
にあつてその制御電極が第１クロツク信号で制御
されるセルの出力端子に接続した構成とする。

本発明においては電荷転送装置の特定の点から
取り出した補償電荷をクロツク周期の一部中蓄積
し、次いでこの電荷をそれより前の点において次
の信号電荷パケツトに加えるようにすることも有
利である。この目的のために、本発明電荷転送装
置の他の例においては前記バツフア増幅器を非反
転増幅器とし、その入力端子を第３トランジスタ
の主電流路を経て電荷転送装置の一連のセルの一
つであつてその制御電極が第１クロツク信号で制
御されるセルの出力端子に接続すると共に第４ト
ランジスタの主電流路を経て前記セルの入力端子
に接続し、前記バツフア増幅器の出力端子を前記
第１コンデンサの一方の電極に接続し、且つ前記
第１コンデンサの他方の電極を第５トランジスタ
の主電流路を経て定電位点に接続すると共に第６
トランジスタの主電流路を経て前記セルの入力端
子に接続した構成とする。

更に、本発明においては電荷転送装置の特定の
点から取り出した補償電荷を１クロツク周期に亘
り蓄積し、次いでこの電荷を前記特定の点におい
て次の信号電荷パケツトに加えるようにすること
も有利である。この目的のために、本発明電荷転
送装置の更に他の例においては前記バツフア増幅
器を非反転増幅器とし、第２コンデンサを前記検
出器の一部として設け、前記バツフア増幅器の入
力端子を電荷転送装置の一連のセルの一つであつ
てその制御電極が第１クロツク信号で制御される
セルの出力端子に接続し、前記バツフア増幅器の
入力端子は更にそれぞれ第７及び第８トランジス
タの主電流路を経てそれぞれ前記第１及び第２コ
ンデンサの一方の電極に接続し、前記第１及び第
２コンデンサの一方の電極は更にそれぞれ第９及
び第10トランジスタの主電流路を経て定電位点に
接続し、且つ前記第１及び第２コンデンサの他方
の電極を前記バツフア増幅器の出力端子に接続し
た構成とする。

更に、本発明においては電荷の蓄積及び送出が
信号電圧の極性により自動的に行なわれる回路を
用いてスイツチングトランジスタの使用を避ける
こともできる。この目的のために、本発明電荷転
送装置の更に他の例においては、前記検出器に高
オーム入力端子及び低オーム出力端子を有するも
う一つのバツフア増幅器を設け、前記（第１）バ
ツフア増幅器とこの追加の（第２）バツフア増幅
器は非反転型であつて、特定の限界値を越える入
力信号値のみを転送するものとし、前記第１バツ
フア増幅器の入力端子は電荷転送装置の一つのセ
ルの入力端子に接続し、前記第２バツフア増幅器
の入力端子は前記セルの出力端子に接続し、前記
第１コンデンサは前記第１バツフア増幅器の入出
力端子間に接続し、前記第１及び第２バツフア増
幅器の出力端子は結合回路で相互接続した構成と
する。

本発明においてはこれらのバツフア増幅器をで
きるだけ簡単にするのが有利である。この目的の
ための、本発明の更に他の例では前記第１及び第
２の各バツフア増幅器をホロワとして接続したト
ランジスタで構成する。

本発明においては装置を設計する際、信号電荷
パケツトと補償電荷の大きさの比を制御するのが
有利である。このため本発明電荷結合装置の更に
他の例においては前記結合回路を抵抗減衰器とす
る。

更に、本発明においては前記比は外部から制御
できるようにするのが有利である。このために本
発明電荷転送装置の更に他の例においては、前記
結合回路の抵抗の少くとも一つを可変抵抗とす
る。

図面につき本発明を説明する。

前述したように、電荷転送装置の一つのセルか
ら次のセルへ信号電荷パケツトを転送する際、そ
の信号電荷パケツトの小部分が最初のセル内に残
留する。この効果は“転送損失”と称されてい
る。現在のシステムは離散システムであるから、
一以上のセルからの転送はｚ―変換で最も良く表
わされる。この変換は“Digtal Signal
Processing”オツペンハイマー及びシエフアー
著、プレンテイスホール社発行、1975年、第45ff
頁に記載されているように公知のフーリエ変換の
一般形とみなすことができる。フーリエ変換と同
様に、ｚ―変換に対しては次の定義式が有効であ
る。

ここで、ｘ（ｎ）は離散瞬時で決まる信号サン
プルの系列であり、本例では簡単のためｚ＝ｅ^-j
〓であるものとし、従つてｚは｜ｚ｜＝１である
複素数であり、Ｘ（ｚ）はｘ（ｎ）のｚ―変換で
ある。信号サンプル系列が１サンプル期間だけ遅
延されると、ｘ（ｎ）はｘ（ｎ−１）になり、 になる。ここで、X′（ｚ）は遅延信号サンプル
系列ｘ（ｎ−１）のｚ―変換である。これは、 と書くこともできる。これがため、ｚ領域におい
ては１サンプル期間の遅延はz^-1の乗算で表わさ
れる。２相電荷転送装置の場合には、電荷サンプ
ルは１クロツク周期中に２セルだけシフトされる
ため、転送損失がなければ１セルからの転送は Ｘ′（ｚ）／Ｘ（ｚ）＝H₁（ｚ）＝z^-〓 で表わすことができる。

セルが転送損失を示す場合には、信号パケツト
セルを通過した直後にこのパケツトの小部分εが
このセルに残留し、この残留部分が１クロツク周
期後に次の信号電荷パケツトに加をると共にもと
の信号電荷パケツトは１―εになる。この場合の
１セルの転送は と書き表わすことができ、これを第１図に図解し
てある。この図は転送損失を示す電荷転送装置の
一つのセルのブロツク図を示す。2n個のセルが
順次配列されている場合には上記式は となり、その第１次近似式は Ｈ_2o（ｚ）＝ｚ^-n（１−2nε）（１＋2nεz^-1） と書くことができる。

前記転送において最もやつかいな要素は（１＋
2nεz^-1）である。その理由は、これは信号電荷パ
ケツトのスメアーを生じ、遅延残留電荷を生じる
ためである。転送は前記要素を補償することによ
り改善することができる。この改善は第２ａ，２
ｂ及び２ｃ図にブロツク図で示す本発明による電
荷転送装置の３つの例により達成し得ることを以
下に証明する。これら電荷転送装置の各セル
（S₁，…Ｓ_2o）の入力端子は、信号入力端子Ｉに
接続されるセルS₁を除いて、前段のセルの出力端
子に接続されている。入力端子Ｉには既知の方法
で電荷パケツトの形態の信号サンプルが供給され
る。クロツク信号φ_１及びφ_２の制御の下でこれ
ら電荷パケツトが左から右へセル列を経て転送さ
れる。

第２ａ図に示す電荷転送装置においては、補償
電荷パケツトをセルＳ_2oの出力端子から取り出
し、これを減衰回路Ａを経て係数−2nで減衰す
ると共に反転してセルＳ_2o-1の入力端子に供給す
る。この例ではブロツクＡを経る帰還路に遅延を
含まない。第２ｂ図に示す電荷転送装置において
は補償電荷をセルＳ_2oの出力端子から取り出し、
これを減衰回路Ａ及びセルS′により減衰し、遅延
し、反転して同一のセルＳ_2oの入力端子に供給す
る。最后に第２ｃ図に示す電荷転送装置において
は、補償電荷をセルＳ_2oの出力端子から取り出
し、これを減衰回路Ａ及びセルS′及びS″を含む
帰還路で遅延し、減衰し、反転した後に同一の点
（セルＳ_2oの出力端子）に供給する。

第２ａ図に示すブロツク図の２相電荷転送装置
に対しては、その電荷転送は 又は H′_2o（ｚ）z^-1（１−2nε） （１＋2nεz^-1）・１／（１＋２εｚ．−^１） で表わすことができ、その第１次近似は H′_2o（ｚ）ｚ^-n（１−2nε） となる（ここでznε≪１であるものと仮定す
る）。

これはスメアー効果が抑圧され、直線的な減衰
要素（１−2nε）のみが残ることを示す。同様
にして同一の変換式を第２ｂ及び２ｃ図のブロツ
ク図に対しても導くことができる。尚、第２ａ，
２ｂ及び２ｃ図に示す本発明電荷転送装置におい
てはセルＳ_2oに更に多数のセルを後続させること
ができること明らかである。

第３図は第２ａ図のブロツク図に従つた本発明
によるＮチヤンネルMOSFETから成る電荷転送
装置の一実施例の一部を示す。本例では帰還路
は、高オーム入力端子をセルＳ_2oの出力端子に接
続した利得−Ｋの反転バツフア増幅器B₁と、こ
のバツフア増幅器B₁の出力端子とセルＳ_2o-1の入
力端子との間にトランジスタＴ_aと直列に接続さ
れたコンデンサＣ_Pと、このコンデンサＣ_Pと並列
に接続されたトランジスタＴ_bとから成る。トラ
ンジスタＴ_aの制御電極はクロツク信号φ₁′で、
トランジスタＴ_bの制御電極はクロツク信号φ′_２
で制御される。電荷転送装置のセルの制御電極は
クロツク信号φ_１及びφ_２で制御される。クロツ
ク信号φ_１及びφ_２は第７図に示すように電圧Ｏ
とV⁺との間で互に逆相に切り換わる。クロツク
信号φ₁′及びφ₂′は第７図に示すようにクロツク
信号φ_１及びφ_２に適当な直流電圧を加えること
によりクロツク信号φ_１及びφ_２から取り出し、
また場合によつては振幅を増大してトランジスタ
Ｔ_a及びＴ_bがスイツチとして動作し得るようにす
る。

これらスイツチＴ_a，Ｔ_bの動作は次の通りであ
る。電荷パケツトがセルＳ_2oの出力端子に到達す
るものとする。このとき、クロツク信号φ_１及び
クロツク信号φ₁′が高レベルになるためトランジ
スタＴ_aは導通する。この瞬時にセルＳ_2oの出力
端子に前記電荷パケツトの結果として信号電圧が
現われる。そしてこの信号電荷の一部分Ｋが反転
されてコンデンサＣ_Pに供給され、これにより次
の電荷パケツトと最初に述べた電荷パケツトの残
留電荷が存在するセルＳ_2o-2の出力端子から電荷
が流出される。バツフア増幅器B₁の利得Ｋ及び
コンデンサＣ_Pの値と容量Ｃ_2o-2の値との比によ
り取り出される荷（補償電荷）をもとの信号電荷
パケツトの2nε倍に等しくすることができるた
め、第１近似の残存電荷の完全な補償を得ること
ができる。尚、出力信号Ｖ_pはバツフア増幅器B₁
の出力端子から取り出すこともできる。

第４図は第２ｂ図のブロツク図に従つた本発明
によるｎチヤンネルMOSFETから成る電荷転送
装置の一例の一部を示す。本例の帰還路は非反転
バツフア増幅器B₁とコンデンサＣ_Pを含む。この
非反転バツフア増幅器B₁の入力端子をトランジ
スタT₃を経てセルＳ_2oの出力端子に接続すると共
にトランジスタT₄を経て同セルＳ_2oの入力端子に
接続する。バツフア増幅器B₁の出力端子をコン
デンサＣ_Pの一方の電極に接続し、コンデンサＣ_P
の他方の電極をトランジスタT₅を経て固定電位
点（例えばV⁺）に接続する。本例では更にトラン
ジスタT₆を具え、これをコンデンサＣ_Pの他方の
電極とセルＳ_2oの入力端子との間に接続する。ト
ランジスタT₃及びT₅の制御電極はクロツク信号
φ₁′で制御すると共にトランジスタT₄及びT₆はク
ロツク信号φ₂′で制御する。クロツク信号φ′_１
及びφ₂′は上述と同様の方法でクロツク信号φ_１
及びφ_２から取り出される。

本例回路の動作は次の通りである。信号電荷パ
ケツトがセルＳ_2oの出力端子に到達するとき、ク
ロツク信号φ₁′は高レベルで、トランジスタT₃及
びT₅が導通する。このときクロツク信号φ₂′は低
レベルで、トランジスタT₄及びT₆はカツトオフ
である。このとき前記信号電荷パケツトから取り
出された電荷サンプルがコンデンサＣ_Pに蓄積さ
れる。次にクロツク信号φ₁′が低レベルになる
と、トランジスタT₃及びT₅がカツトオフし、ク
ロツク信号φ₂′が高レベルになるとトランジスタ
T₄及びT₆がターンオンする。このとき、バツフ
ア増幅器B₁の入出力電圧間には一定の関係があ
るのでコンデンサＣ_Pの電荷は入れ換えられてコ
ンデンサＣ_Pには信号依存電荷が蓄積される。バ
ツフア増幅器B₁の利得を１にすると、このバツ
フア増幅器は入力電圧が出力電圧に等しくなるた
め好適である。この場合にはコンデンサＣ_Pは完
全に放電され、これによりセルＳ_2o-1の出力端子
からトランジスタT₆を経て電荷（補償電荷）が
引き出される。この補償電荷の大きさはコンデン
サＣ_Pの大きさで制御できること明らかであり、 Ｃ_Ｐ／Ｃ_２ｏ−１＝2nε にすると、完全な一次補償が得られる。前例と同
様に、バツフア増幅器B₁の出力端子から出力信
号Ｖ_pを取り出すことができる。

第５図は第２ｃ図のブロツク図に従つた本発明
によるＮチヤンネルMOSFETから成る電荷転送
装置の一例の一部を示す。本例の帰還路も利得が
１の非反転バツフア増幅器B₁を具えると共に交
互に充放電される２個のコンデンサＣ_P及びＣ_qを
具える。バツフア増幅器B₁の入力端子をセルＳ_2o
の出力端子に接続すると共に増幅器B₁の出力端
子をコンデンサＣ_P及びＣ_qの一方の電極に接続す
る。コンデンサＣ_Pの他方の電極はトランジスタ
T₇を経てバツフア増幅器B₁の入力端子に接続す
ると共にトランジスタT₉を経て定電位点（例え
ばV⁺）に接続する。コンデンサＣ_qの他方の電極
はトランジスタT₈を経てバツフア増幅器B₁の入
力端子に接続すると共にトランジスタT₁₀を経て
定電位点に接続する。トランジスタT₇及びT₁₀の
制御電極はクロツク信号φ₁′から偶数番のパルス
を除去して成る信号φ₁″を受信すると共にトラン
ジスタT₈及びT₉の制御電極はクロツク信号φ₁′か
ら奇数番のパルスを除去して成る信号φ_１を受
信する（第７図参照）。回路の正しい動作のため
に、第３及び第４図につき述べたようにクロツク
信号φ₁″及びφ_１はクロツク信号φ_１に対し直
流オフセツトを有する必要がある。

本例回路の動作は次の通りである。信号電荷パ
ケツトがセルＳ_2oの出力端子に到達するとき、例
えばトランジスタT₉が導通であると例えばコン
デンサＣ_Pが対応する信号電圧に充電される。コ
ンデンサＣ_qが充電されていないものとすると、
これと同時のトランジスタT₈のターンオンは何
の作用も生じない。次にφ₁″が高レベルになる
と、トランジスタT₇及びT₁₀がターンオンするた
め、コンデンサＣ_Pに存在する電荷がその前の信
号電荷パケツトの残留電荷を相殺するのに使用さ
れると共にコンデンサＣ_qが現在転送中の信号電
荷パケツトに対応する信号電圧に充電される。

第６図は、追加のクロツク信号を必要とするこ
となくクロツク周期の半周期の遅延を発生する帰
路を具える本発明によるｎチヤンネルMOSFET
から成る電荷転送装置の好適例の一部を示す。本
例ではセルＳ_2o-1の出力端子をホロワトランジス
タＴ_Pのゲート電極に接続し、セルＳ_2oの出力端
子をホロワトランジスタＴ_qのゲート電極に接続
する。トランジスタＴ_pのゲート電極とソース電
極との間にコンデンサＣ_pを配置する。トランジ
スタＴ_P及びＴ_qのソース電極を共通に抵抗R₁を経
て定電位点、例えば大地に接続する。トランジス
タＴ_p及びＴ_qのドレイン電極を適当な電源電圧
V⁺に接続すると共にクロツク信号φ_１が高レベ
ルの時間中セルＳ_2oのコンデンサＣ_2oに基準電荷
を供給するよう作動するトランジスタＴ_2o+1のド
レイン電極にも接続する。

本例回路の動作は次の通りである。説明の便宜
上、トランジスタのしきい値電圧は無視する。あ
る特定の瞬時において、クロツクφ_１が高レベル
に、クロツク信号φ_２が低レベルになるものとす
ると、このときトランジスタＴ_pのゲート電極は
コンデンサＣ_2o-1から、前記瞬時にトランジスタ
Ｔ_qのゲート電極が受信する電圧より高い電圧を
受信する。コンデンサＣ_2o-1は予めV⁺に等しい電
圧に充電されており、クロツク信号φ_１の前縁に
おいてトランジスタＴ_pのゲート電極は電圧2V⁺
で駆動される。コンデンサＣ_2o-1に同時に供給さ
れる信号電荷パケツトのために前記電圧は2V⁺よ
り低くなるがV⁺よりは高く維持される。トラン
ジスタＴ_p及びＴ_qは差動段とみなすことができ、
トランジスタＴ_pがターンオンすると共にトラン
ジスタＴ_qがターンオフする。これがため、コン
デンサＣ_pは放電したまゝである。次に、クロツ
ク信号φ_１が低値に、φ_２が高値になるとどのよ
うな動作が生ずるかについて考察する。このと
き、トランジスタＴ_qのゲート電極はトランジス
タＴ_pのゲート電極に対し正になる。従つて、ト
ランジスタＴ_pがカツトオフすると共にトランジ
スタＴ_qがターンオンし、トランジスタＴ_qがコン
デンサＣ_2oの電圧（同様に2V⁺−信号分）に対す
るホロワとして動作する。この電圧はコンデンサ
Ｃ_pの下側電極に供給される。他方、このコンデ
ンサの上側電極はトランジスタＴ_2oを経て電圧V⁺
を受信するので、コンデンサＣ_pは （V⁺−Ｖ_s）Ｃ_p に等しい電荷が蓄積される。クロツク信号φ_１が
再び高値に、φ_２が低値になると同時に、トラン
ジスタＴ_pのゲート電極の電圧は再び高値となつ
てこのトランジスタがターンオンする。この結
果、コンデンサＣ_pが放電され、コンデンサＣ_2o-
１の電荷とは逆極性のその電荷がコンデンサＣ_2o-
１に転送される。この瞬時においてはコンデンサ
Ｃ_2o-1は次の信号電荷パケツトとその前の信号電
荷パケツトの残留電荷を含んでいる。これがた
め、コンデンサＣ_2o-1の電荷は （V⁺−Ｖ_s′−2nεＶ_s） Ｃ_2o-1−（V⁺−Ｖ_s）Ｖ_p となる。ここで−Ｖ_s′・Ｃ_2o-1はコンデンサＣ_2o-
１にこのとき蓄積された信号電荷パケツトであ
り、−2nεＶ_s・Ｃ_2o-1はその前の信号電荷パケツ
トの残留電荷である。従つて、 Ｃ_ｐ／Ｃ_２ｏ−１＝2nε にすると、Ｖ_sを含む項が互い相殺し合うため、
コンデンサＣ_p及びＣ_2o-1の値を適正な比に選択
することにより一次誤差を除去することができ
る。

精密な制御のためにはトランジスタＴ_p及びＴ_q
のソース電極間に可変減衰器を配置するのが有用
である。これは、第６図に破線で示すようにトラ
ンジスタＴ_qのソース回路内に可変抵抗を挿入す
ることにより達成することができる。この可変抵
抗は Ｃ_ｐ／Ｃ_２ｏ−１・Ｒ_２／Ｒ_１＋Ｒ_２＝2nε となるように調整して第１次誤差が除去されるよ
うにする。

以上実施例は全て２相電荷転送装置であるが、
本発明はこの種の電荷転送装置にのみ限定される
ものではなく、上述した補償原理は多相電荷転送
装置にも極めて良好に適用し得るものである。ま
た、本発明はバケツトブリゲード型CTDのみな
らず電荷結合型CTDにも使用することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は転送損失を生ずる電荷転送装置の一遅
延段のブロツク図、第２ａ，２ｂ及び２ｃ図は２
相電荷転送装置において信号電荷パケツトから取
り出した補償電荷を次の信号電荷パケツトに加え
ることができる本発明による帰還路の３例を示す
ブロツク図であつて、第２ａ図は遅延のない帰還
路の例を示し、第２ｂ図はクロツク周期の一部
（半周期）の遅延を発生する帰還路の例を示し、
第２ｃ図は１クロツク周期の遅延を発生する帰還
路の例を示し、第３図は遅延のない帰還路を具え
る本発明電荷転送装置の一例の一部の構成図、第
４図はクロツク周期の半周期の遅延を発生する帰
還路を具える本発明電荷転送装置の一例の一部の
構成図、第５図は１クロツク周期の遅延を発生す
る帰還路を具える本発明電荷転送装置の一例の一
部の構成図、第６図はクロツク周期の一部に等し
い遅延を発生すると共にスイツチングトランジス
タの使用を不要にした帰還路を具える本発明電荷
転送装置の好適例の一部の構成図、第７図は第２
ａ，２ｂ，２ｃ，３，４，５及び６図の電荷転送
装置に使用されるクロツク信号φ_１，φ_２，φ
₁′，φ₁″及びφ_１の波形図である。 S₁，…Ｓ_2o+1，S₁′，S₂″……セル、Ａ……減衰
回路、T₁，…Ｔ_2o-1……電荷転送トランジスタ、
C₁，…Ｃ_2o……電荷蓄積容量、φ_１，φ_２，φ
₁′，φ₂′，φ₁″，φ_１……クロツクク信号、Ｍ
……検出器、B₁……バツフア増幅器、Ｃ_p……第
１コンデンサ、Ta，Tb，T₃，…T₁₀……スイツ
チトランジスタ、Ｃ_q……第２コンデンサ、Ｔ_p，
Ｔ_q……ホロワトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々入力端子と、出力端子と、情報を表わす
   電荷蓄積用の容量C₁，…Ｃ_2oと、少なくとも１個
   の電荷転送用制御電極を有する一連の半導体セル
   S₁，…Ｓ_2oを具え、各セルの入力端子は前段のセ
   ルの出力端子に結合され、且つ順次のセルS₁，…
   Ｓ_2oの制御電極にクロツク信号を循環置換式に供
   給して電荷転送を制御する制御手段が設けられて
   いる電荷転送装置において、前記一連のセルの一
   つのセルＳ_2oの出力端子に結合され該出力端子の
   信号電荷パケツトの大きさを検出すると共にそれ
   から補償電荷パケツトを取り出す検出器Ｍを設
   け、更に前記補償電荷パケツトを前記信号電荷パ
   ケツトより１クロツク周期遅れた電荷パケツトに
   反対極性で加える帰還路を設けたことを特徴とす
   る電荷転送装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において前
   記検出器は高オーム入力端子と低オーム出力端子
   を有するバツフア増幅器B₁と第１コンデンサＣ_p
   を含むことを特徴とする電荷転送装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   前記バツフア増幅器B₁は反転増幅器とし、その
   入力端子を電荷転送装置の一連のセルの一つであ
   つてその制御電極が第１クロツク信号φ_１で制御
   されるセルＳ_2oの出力端子に接続し、前記第１コ
   ンデンサＣ_pの一方の電極を第１トランジスタＴ_a
   の主電流路を経て前記バツフア増幅器B₁の出力
   端子に接続し、前記第１コンデンサＣ_pと並列に
   第２トランジスタＴ_bの主電流路を接続し、且つ
   前記第１コンデンサＣ_pの他方の電極を前記セル
   の前にあつてその制御電極が第１クロツク信号で
   制御されるセルＳ_2o-2の出力端子に接続したこと
   を特徴とする電荷転送装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、
   前記第１トランジスタＴ_aの制御電極は第１クロ
   ツク信号φ_１から得た信号φ₁′で制御し、前記第
   ２トランジスタＴ_bは他のクロツク信号φ_２から
   得た信号φ₂′で制御することを特徴とする電荷転
   送装置。 ５ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   前記バツフア増幅器B₁は非反転増幅器とし、そ
   の入力端子を第３トランジスタT₃の主電流路を
   経て電荷転送装置の一連のセルの一つであつてそ
   の制御電極が第１クロツク信号φ_１で制御される
   セルＳ_2oの出力端子に接続すると共に第４トラン
   ジスタT₄の主電流路を経て前記セルＳ_2oの入力端
   子に接続し、前記バツフア増幅器B₁の出力端子
   を前記第１コンデンサＣ_pの一方の電極に接続
   し、且つ前記第１コンデンサＣ_pの他方の電極を
   第５トランジスタT₅の主電流路を経て定電位点
   V⁺に接続すると共に第６トランジスタT₆の主電
   流路を経て前記セルＳ_2oの入力端子に接続したこ
   とを特徴とする電荷転送装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の装置において、
   前記第３及び第５トランジスタT₃，T₅の制御電
   極は第１クロツク信号φ_１から得た信号φ₁′で制
   御し、前記第４及び第６トランジスタT₄，T₆の
   制御電極は他のクロツク信号φ_２から得た信号φ
   ₂′で制御することを特徴とする電荷転送装置。 ７ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   前記バツフア増幅器B₁は非反転増幅器とし、且
   つ第２コンデンサＣ_qを前記検出器Ｍの１部とし
   て設け、前記バツフア増幅器B₁の入力端子を電
   荷転送装置の一連のセルの一つであつてその制御
   電極が第１クロツク信号φ_１で制御されるセルＳ
   _2oの出力端子に接続し、前記バツフア増幅器B₁の
   入力端子は更にそれぞれ第７及び第８トランジス
   タ（T₇及びT₈）の主電流路を経てそれぞれ前記第
   １及び第２コンデンサ（Ｃ_p及びＣ_q）の一方の電
   極に接続し、前記第１及び第２コンデンサ（Ｃ_p
   及びＣ_q）の一方の電極は更にそれぞれ第９及び
   第10トランジスタ（T₉及びT₁₀）の主電流路を経
   て定電位点V⁺に接続し、且つ第１及び第２コン
   デンサ（Ｃ_p及びＣ_q）の他方の電極は前記バツフ
   ア増幅器B₁の出力端子に接続したことを特徴と
   する電荷転送装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の装置において、
   前記第７及び第10トランジスタT₇，T₁₀の制御電
   極は第１クロツク信号φ_１から得た第１スイツチ
   ング信号φ₁″で制御し、前記第８及び第９トラン
   ジスタT₈，T₉の制御電極は第１クロツク信号φ
   _１から得た第２スイツチング信号φ_１で制御す
   ることを特徴とする電荷転送装置。 ９ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   前記検出器Ｍは高オーム入力端子と低オーム出力
   端子を有するもう一つのバツフア増幅器を含み、
   前記（第１）バツフア増幅器とこの追加の（第
   ２）バツフア増幅器は非反転型であつて、特定の
   しきい値を越える入力信号のみを転送するものと
   し、前記第１バツフア増幅器の入力端子は電荷転
   送装置の一つのセルＳ_2oの入力端子に接続し、前
   記第２バツフア増幅器の入力端子は前記セルＳ_2o
   の出力端子に接続し、前記第１コンデンサＣ_pは
   前記第１バツフア増幅器の入出力端子間に接続
   し、前記第１及び第２バツフア増幅器の出力端子
   は結合回路で相互接続したことを特徴とする電荷
   転送装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置におい
   て、前記第１及び第２バツフア増幅器はそれぞれ
   ホロワ増幅器として接続したトランジスタ（Ｔ_p
   及びＴ_q）で構成したことを特徴とする電荷転送
   装置。 １１ 特許請求の範囲第９又は１０項記載の装置
   において、前記結合回路は抵抗減衰器R₁，R₂と
   したことを特徴とする電荷転送装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載の装置におい
   て、前記結合回路の抵抗の少なくとも一つを可変
   抵抗R₂としたことを特徴とする電荷転送装置。 １３ 特許請求の範囲第９又は１０項記載の装置
   において、前記結合回路は信号出力端子Ｏにも接
   続したことを特徴とする電荷転送装置。 １４ 特許請求の範囲第１〜１３項の何れかに記
   載の装置において、各セルS₁，…Ｓ_2oは少なくと
   も１個の電荷転送トランジスタT₁〜Ｔ_2oを具え、
   このトランジスタの主電流路は当該セルの入出力
   端子間に配置され、その制御電極が当該セルの制
   御電極を構成することを特徴とする電荷転送装
   置。