KR960003622B1

KR960003622B1 - Ccd a/d 컨버터

Info

Publication number: KR960003622B1
Application number: KR1019900005118A
Authority: KR
Inventors: 김용관
Original assignee: 금성일렉트론주식회사; 문정환
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1996-03-20
Also published as: KR910019349A

Abstract

내용 없음.

Description

CCD A/D 컨버터

제1도는 종래의 A/D 컨버터 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 CCD A/D 컨버터 회로도.

제3도는 제2도에서 CCD 비교기의 구조도.

제4도는 제3도에서 A-A' 단면의 전위상태도.

제5도는 제3도에서 B-B' 단면의 전위상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : CCD 비교기 200 : 엔코더

본 발명은 CCD A/D 컨버터(Charge Coupled Device Analog/Digital Converter)에 관한 것으로, 특히 CCD를 사용하여 칩(chip)의 크기를 감소시킨 CCD A/D 컨버터에 관한 것이다.

종래의 A/D 컨버터는 제1도에 도시된 바와 같이 기준전위(30)를 2ⁿ개의 전위로 나누는 저항(1~N+1)과, 상기 저항(1~N+1)에 의해 나눠진 전위와 입력신호(40)를 비교하는 2ⁿ개의 비교기(11~1N)와, 상기 비교기(11~1N)에서 비교된 신호를 n비트 2진코트(n bit Binary Code)(20)로 바꾸는 엔코더(encoder)(200)로 구성되며, 균일하게 비례하는 저항값들에 의해 기준전위(30)가 2ⁿ개의 전위로 분리가 되어 각각의 비교기의 한쪽 입력(+)에 전달된다.

아나로그 신호값을 갖는 입력신호(40)가 각 비교기의 다른쪽 입력(-)에 전달되면 2ⁿ개의 각 비교기에서 전위레벨 비교가 되어 1(High) 또는 0(Low)들 중의 하나가 출력된다.

이와 같이 출력된 2ⁿ개의 결과들이 엔코더에서 n비트의 2진코드(20)로 바뀌어 나타나게 한다.

그러나 이와 같은 종래의 기술구성에 있어서는 전력 소모가 크고, 칩면적을 많이 차지하게 되어 집적회로화 하는데 어려움이 많다.

이에 따라 본 발명은 CCD를 이용하여 비교기를 구성함으로써 칩크기를 줄이고, 전력소모 또한 감소시킨 것으로서 제2도에 도시한 바와 같이 기준전위(30)와 아나로그 입력신호(40)를 비교하는 CCD 비교기(100)의 출력은 엔코더(200)를 통해 n비트 2진코드(20)로 변환된다.

제3도는 상기 CCD 비교기(100)의 구조도로서 CCD 의 전극(501-50n)(601-60n)에는 저항(301-30n)에 의해 전원전압(40)이 분압되어 인가되고, 2ⁿ개의 플로팅 게이트(Floating gate)(401-40n)의 소오스는 노드(701-70n)를 통하여 엔코더(200)에 연결되는 구성이며, 제2도 내지 제5도를 참고로 본 발명에 따른 CCD A/D 컨버터의 동작상태 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도에서 아나로그 입력신호가 입력게이트(Input gate)(102)에 기하여지면 제4도에 도시된 바와 같이 배리어(Barrier)가 움직이게 되고(“A”부분), 이때, 기준전압(30)과 차이만큼 입력확산층(101)의 전하가 CCD채널(Channel)로 유입된다. 유입된 전하는 2ⁿ개의 포텐셜 웰(Potential Well)안으로 흘러가는 중 처음, 웰(800)부터 순서대로 채워져서 전하량에 따라 채워지는 웰의 수가 변화하게 된다. 이 웰안의 전하유입은 다시 플로팅 게이트(401-40n)의 전위변화를 유도하게 되고 이 변화를 따른 노드(701-70n)의 출력이 바뀌게 된다.

때문에 2ⁿ개의 포텐셜 웰(800-80n)의 전하변화가 2ⁿ개의 노드(701-70n)출력변화로 나타나고, 이는 다시 제2도에서와 같이 엔코더(200)로 전달되어 n비트 2진코드(20)로 바뀌게 된다.

새로운 전하가 유입되기전 이미 유입되었던 전하는 제5도에서 도시된 바와 같이 CCD채널 옆의 트랜스퍼 게이트(Transfer gate)(104)의 전위에 의해 N⁺영역(Reset Drain)(100)으로 흘러들어가고 다시 최초의 상태부터 시작이 된다.

따라서 본 발명에 따른 CCD A/D 컨버터는 CCD를 이용하여 비교기를 구성하므로서 칩의 크기가 작아지고, 파워(Power)소모가 작아 집적회로에 적합하고, 제작 경비가 절감되는 효과를 갖는다.

Claims

저항(301-30n)에 의해 분압된 전원전압(40)을 CCD의 게이트(501-50n)(601-60n)에 인가하여 계단형 배리어를 형성한 후 아나로그 입력신호를 입력게이트(102)에 가하여 기준전압(30)과의 차이만큼 전하량이 CCD 채널에 유입되어 2ⁿ개의 포텐셜 웰(800-80n)에 전달되면 전하량이 채워진 포텐셜 웰의 수만큼 플로팅 게이트(401-40n)의 전위가 변화하고, 상기에서 전위가 변화된 플로팅 게이트의 수가 엔코더(200)을 거쳐 n비트 2진코드(20)로 변환되도록 하고, CCD 채널옆의 트랜스퍼 게이트(104)의 바이어스에 의해 전하를 리셋시키는 동작을 반복하여 아나로그 입력신호를 디지탈 신호로 변환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 CCD A/D 컨버터.