KR940002720Y1 - Ccd 전하량 검출회로 - Google Patents

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KR940002720Y1
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김용관
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금성일렉트론 주식회사
문정환
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Abstract

내용 없음.

Description

CCD 전하량 검출회로
제 1 도는 종래의 CCD 전하량 검출 회로도.
제 2 도는 본 고안의 CCD 전하량 검출 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : n+층 3 : P층
M1-M5 : 모스트랜지스터 C1 : 정션콘덴서
C2 : 콘덴서 Vref : 기준전압단자
D1 : 다이오드
본 고안은 CCD(Charge Coupled Device)의 전하 검출방법에 관한 것으로, 특히 입력 전하량에 따라 민감도(Sensitivity)를 조절할 수 있도록 한 CCD 전하량 검출회로에 관한 것이다.
종래의 CCD 전하량 검출회로는 첨부된 제 1 도를 참조해 설명하면 다음과 같다.
종래의 CCD 전하 검출회로도에 도시된 바와같이 n+층(2)에 전원단자(VRD)가 접속되고, 게이트에 리세트단자(RG)가 접속되며, 전하가 입력되는 n+층(1)의 드레인에 전원단자(VDD)가 접속된 모스트랜지스터(M1)의 게이트에 접속되고, 그 모스트랜지스터(M1)의 게이트 및 소오스와 게이트가 접지단자에 접속된 모스트랜지스터(M2)의 드레인에 공통접속되며, 상기 모스트랜지스터(M3)의 소오스가 출력단자(Vout) 및 소오스와 게이트가 접지단자에 접속된 모스트랜지스터(M4)의 드레인에 접속되고, 상기 전하가 입력되는 n+층(1)과 P층(3)사이에 정션콘덴서(C1)가 발생되도록 구성되었다.
이와같이 구성된 종래의 CCD전하량 검출회로의 작용효과 및 문제점을 설명하면 다음과 같다.
전하가 n+층에 입력되면 정션콘덴서(C1)에 전압이 걸리게 되고 그 전위는가 되어 이 전위가 모스트랜지스터(M1)를 구동시키면 모스트랜지스터(M3)가 동작하여 출력단자(Vout)에 출력이 되게 되는데, 입력되는 전하량이 변하게 되면 정션콘덴서(C1)에 걸리는 전위가 변해 출력단자(Vout)의 출력 크기가 변하게 된다.
이때 정션콘덴서(C1)의 용량에 의해 전하량의 변화에 대한 출력의 변화비인 민감도가 결정되는데, 민감도를 크게 하기 위해서는 콘덴서(C1)의 용량이 작아야 한다.
콘덴서(C1)의 용량이 적으면 작은 전하량의 변화에도 전위의 변화가 민감하게 되고, 잡음도 적은 장점이 있으나, 정션콘덴서(C1)의 용량이 너무 작으면, CCD의 응용에 있어 카메라와 같이 일정치 못한 빛의 세기에서 동작하는 경우에는, 강한 빛에 의해 다량의 전하가 발생할때 정션 콘덴서(C1)에 걸리는 전위가 너무 작아져서 모스트랜지스터(M1)의 동작영역을 벗어나게 되어 입력전하량(Q)에 대한 출력전압변화가 연속적(Linear)으로 나타나지 못하는 결함이 발생한다.
본 고안은 이와같은 종래의 결함을 감안하여 정션콘덴서의 용량을 작게하여 민감도를 높일 경우 입력되는 전하량이 어느 한정 양보다 많게되면 콘덴서의 용량이 증가되어 연속적인 출력을 얻을 수 있도록 안출한 것으로, 이를 첨부된 본 고안 CCD 전하량 검출회로를 참조해 설명하면 다음과 같다.
제 2 도에 도시된 바와같이 n+층(2)에 전원단자(VRD)가 접속되고 게이트에 리세트단자(RG)가 접속되며 전하가 입력되는 n+층(1)이 모스트랜지스터(M1), (M5)의 게이트 및 다이오드(D1)의 캐소드에 공통접속됨과 아울러 P층(3)과의 사이에 정션콘덴서(C1)가 발생되고, 상기 모스트랜지스터(M5)의 드레인에 기준전압단자(Vref)가 접속되고, 그의 소오스가 콘덴서(C2) 및 상기 다이오드(D1)의 애노우드에 공통접속되며, 드레인이 전원단자(VDD)에 접속된 상기 모스트랜지스터(M1)의 소오스가 드레인이 전원단자(VDD)에 접속된 모스트랜지스터(M3)의 게이트 및 게이트와 소오스가 접지단자에 접속된 모스트랜지스터(M2)의 드레인에 공통접속되고, 상기 모스트랜지스터(M3)의 소오스가 출력단자(Vout)및 게이트와 소오스가 접지단자에 접속된 모스트랜지스터(M4)의 드레인에 접속되어 구성되었다.
이와같이 구성된 본 고안 CCD전하량 검출회로의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
최초 리세트에 의해 정션콘덴서(C1)에 걸리는 전위가 n+층(2)에 인가되는 전압(VRD)이 되면 모스트랜지스터(M1)가 턴온되어 콘덴서(C2)는 기준전압단자(Vref)에 인가되는 전압에 의해 충전된다. 이때 n+층(1)에 입력되는 전하량에 의해 정션콘덴서(C1)의 전위가 변하게 되어 출력단자(Vout)의 출력을 변화시키는 동작은 종래의 CCD 전하량 검출회로에서와 동일하다. 그러나 본 고안은 정션콘덴서(C1)의 용량을 적게하여 입력되는 전하량(Q)의 작은 변화에도 민감하게 출력을 변화시키도록 민감도를 높일때, 전하량이 증가하여 정션콘덴서(C1)의 전위가 상기 콘덴서(C2)의 전위보다 낮게되어 다이오드(D1)가 턴온되게 되면, 정션콘덴서(C1)에 걸리는 전위와 콘덴서(C2)에 걸리는 전위가 합하여져 모스트랜지스터(M1)를 구동시키므로, 정션콘덴서(C1)의 용량을 적게하여 민감도를 높일경우 전하량이 많아져서 정션콘덴서(C1)에 걸리는 전위가 너무 낮아지게 되어 모스트랜지스터(M1)를 구동시키지 못하게 되는 결함을 보완하였다.
따라서, 정션콘덴서(C1)의 용량을 절게하여 사용하므로 입력전하량이 일정한게치보다 적은 경우 정션콘덴서(C1)만 동작하여 민감도가 높고, 잡음이 적은 효과가 있으며, 만약 입력 전하량이 일정한게치를 넘을 경우 다이오드(D1)가 턴온되어 콘덴서(C2)에 걸리는 전압과 정션콘덴서(C1)에 걸리는 전압이 합하여지게 되어 모스트랜지스터(M1)의 정격범위를 넘지않고 연속적인 출력을 얻을 수 있으며, 이때 다이오드(D1)다 턴온되는 일정한계치의 설정은 기준전압(Vref)에 의해 조절이 가능하다.
이상에서 설명한 바와같이 정션콘덴서 용량을 줄여서 민감도를 높이고 잡음이 적게되고, 일정한계치 이상의 전하량에 대해서는 콘덴서 용량을 크게 조절할 수 있어 연속적인 출력을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. n+층(2)에 전원단자(VRD)가 접속되고 게이트에 리세트단자(RG)가 접속되며 전하가 입력되는 n+층(1)이 모스트랜지스터(M1)의 게이트에 접속됨과 아울러 P층(3)과의 사이에 정션콘덴서(C1)가 발생되고, 상기 모스트랜지스터(M1)의 소오스가 모스트랜지스터(M3)의 게이트 및 소오스와 게이트가 공통으로 접지단자에 접속된 모스트랜지스터(M2)의 드레인에 공통접속되며, 상기 모스트랜지스터(M3)의 소오스가 출력단자(Vout)및 소오스와 게이트가 공통으로 접지단자에 접속된 모스트랜지스터(M4)의 드레인에 접속되어 구성된 CCD전하 검출회로에 있어서, 상기 n+층(1)과 상기 모스트랜지스터(M1)의 게이트 사이에 다이오드(D1)의 캐소드 및 모스트랜지스터(M1)의 게이트가 접속되고, 그 모스트랜지스터(M1)의 드레인에 기준전압단자(Vref)가 접속되며, 그의 소오스가 콘덴서(C2)및 상기 다이오드(D1)의 애노우드에 공통접속되어 구성됨을 특징으로 하는 CCD 전하량 검출회로.
KR2019890013357U 1989-09-09 1989-09-09 Ccd 전하량 검출회로 KR940002720Y1 (ko)

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