SE415066B - Laddningsforskjutningsanordning - Google Patents

Description

s .i7713770-1 10 15 20 25 30 35 H0 är bestämda av ett förhållande r = Jäkla i enlighet med en parametar känd såsom-den förutbestämda "uttagsvikten" för detta steg, medan sum- man av längderna (li + lå) av de två segmenten hos ett delat elektrod- par är samma för alla dylika delade elektrodpar, motsvarande bredden av laddningsförskjutningskanalen. Den effektiva uttagsvikten ri för detta steg är därvid given av: ri = (13 - 1%)/(la + lå). Det ena elek- trodsegmentet (13) hos varje delad elektrod är ohmskt förbunden med en första gemensam utgångsklämma för laddningsförskjutningsanordningen och det andra elektrodsegmentet (15) hos varje delad elektrod är ohmskt förbunden med en andra gemensam utgångsklämma för laddningsförskjut- ningsanordningen. För att underlätta beskrivningen betecknas samtliga elektrodsegment, som är anslutna till den första gemensamma utgångs- klämman, såsom den "första gruppen" av avkänningselektroder och samt- liga elektrodsegment, som är anslutna till den andra gemensamma ut* gångsklämman, betecknas såsom den "andra gruppen" av avkänningselek- troder. I . o "Vid drift av en dylik laddningsförskjutningsanordning av delad- elektrod-typ existerar det en följd av periodiska tidsintervall (el- ler tidsluckor), under vilka vart och ett av segmenten hos de delade elektroderna är känsligt för det motsvarande underliggande laddnings- paketet i halvledaren på grund av inducerade elektriska spegelladd- ningar, så att signaler (S1 och S2) periodískt alstras vid de båda utgångsklämmorna för den första respektive den andra gruppen av elek- troder, varvid varje dylik signal är proportionell mot summan avgde' skilda laddningspaket, som befinner sig under alla de skilda elektro- derna i denna grupp, med varje sådant paket multiplicerat med den mot- svarande uttagsvikten. Den önskade utgångssignalen från anordningen utgörs därvid av följden av momentana differenser mellan de signaler, som periodiskt alstras under de ovannämnda tidsluckorna vid de båda utgângsklämmorna, dvs. den önskade(differensmod-) utgångssignalen (S1-S2) för en given tidslucka är proportionell mot: Xoiu + ri)/2 - foiu - riva = [fair-i (1) där ri är den effektiva uttagsvíkten för det delade elektrodparet i det ízte steget och Qi är laddníngspaketet i det izte steget under* den âïvna tidsluckan. * För att ett transversalfilter skall funktionera korrekt är det viktigt, att det föreligger ett i huvudsak linjärt samband mellan in- gångssignalen och den motsvarande utgångssígnalen. Vid en laddnings- 10 15 20 25 BO 35 40 7713770-1 förskjutningsanordning av halvledartyp som arbetar såsom ett trans- versalfilter är det sålunda viktigt att ha ett linjärt samband icke endast mellan laddningspaket och motsvarande ingångssignal utan även mellan laddningspaket och motsvarande utgângssignal. Spänningen på en avkänningselektrod i en laddningsförskjutningsanordníng har emeller- tid en avsevärd inverkan på bredden av utarmningsskiktet i den halv- ledare, som ligger under elektroden. Spänningen på en avkänningselek- trod har sålunda även en avsevärd inverkan på den "spegelladdning", som induceras på avkänningselektroden av ett underliggande laddnings~ paket i halvledaren, på grund av tendensen hos varje laddningspaket att spegla en del av dess laddning i halvledarsubstratet igenom ut- armningsskiktet (i stället för i avkänningselektroden) i beroende av den lokala bredden av utarmningsskiktet (och sålunda i beroende av kapacitansen hos utarmningsskiktet). Eftersom spänningen på en bestämd avkänningselektrod i en grupp av avkänningselektroder beror av den laddning, som induceras av de skilda laddningspaket, som ligger under alla de andra elektroderna i denna grupp, påverkar de laddningspaket som ligger under alla dessa andra elektroder på ett icke önskvärt sätt den spegelladdning, som induceras av varje laddningspaket, som ligger under den bestämda elektroden. Sambandet mellan laddningspaketet i ett bestämt steg och den på den överliggande elektroden inducerade spegelladdningen är sålunda förvrängt från det ideala värdet, dvs. ut- signalen har icke det ideala värdet, eftersom den icke är proportio- nell mot uttrycket enligt ekvation (1). Detta icke önskade fenomen kallas för "överhörning" och förorsakar distorsion i utsignalen.

Ett mått på den totala distorsion i utsignalen vid ett givet tidsögonblick, som förorsakas av överhörning, utgör den totala summan av alla de laddningar, som momentant förefinnes i samtliga laddnings- paket i transversalfilteranordningen. Denna totala summa av samtliga laddningar återges av-likfassignalen (S1 + S2) på de två grupperna av elektroder: :din + ri)/2 + Zain - ri)/2 = Xoi (2).

Denna likfassignal är vanligen hög jämfört med den önskade differens- signalen, varigenom detekteringsproceduren försvåras genom behovet av att detektera den relativt låga differenssignalen (ekvation 1) vid närvaron av en relativt hög likfassignal (ekvation 2). R. D. Baertsch m.fl. har i en artikel med rubriken "The Design and Operation of Prac- tical Charge-Transfer Transversal Filters" publicerad i "IEEE Trans- 10 15 20 25 30 35 ÄO .7713770-1 x actions on Electron Devices", ED-23(l976):2(febr.), s. 133-lül beskri- vit detekteringskretsar för ett transversalfilter av laddningsför- skjutningstyp. Vid alla dessa kretsar detekteras emellertid differens- signalen av en förstärkare, som även måste behandla likfassignalen, varigenom kostsamma och komplicerade kretselement och kretslösningar erfordras. Det föreligger sålunda ett önskemål om att kunna under- trycka den distorsion som förorsakas av likfassignalen i en trans- versalfilteranordning av halvledartyp med mindre kostsamma medel än vid den kända teknikens ståndpunkt.

Ovannämnda problem löses genom att laddningsförskjutningsanord- ningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet l angivna känne- tecknen.

Enligt uppfinningen är åtminstone den andra utgângsklämman an- sluten till en första ingångsklämma på en separat förstärkare, som har en andra ingångsklämma av motsatt polaritet för anslutning till en källa med en fast potential och som har en förstärkarutgångskläm- ma, vilken via en första och en andra kondensator med i huvudsak lika kapacitanser är ansluten till den första respektive till den andra utgångsklämman på anordningen.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 visar ett elektriskt kopplingsschema över en krets för avkänning av utsignalen från en L laddningsförskjutningsanordning av halvledartyp, i enlighet med ett utföringsexempel på uppfinningen, fig. 2 visar ett elektriskt kopp- lingsschema över en krets för avkänning av utsignalen från en ladd- ningsförskjutningsanordning av halvledartyp, i enlighet med ett annat utföringsexempel på uppfinningen, fig. 3 visar ett elektriskt kopp- lingsschema över en laddningsförskjutningsanordning av halvledartyp tillsammans med en krets för avkänning av utsignalen från anordningen, i enlighet med ett ytterligare utföringsexempel på uppfinningen, §ig¿ Q visar ett elektriskt kopplingsschema över en förstärkare, som är användbar i de i fig. 2 och 3 visade kretsarna, och fig. 5 visar tids- diagram för skilda påtryckta spänningar, som är användbara för att driva de i fig. 2 och 3 visade kretsarna.

I fig. l visas en krets 100 för avkänning av utsignalen från en så kallad laddningskopplad anordning (CCD) 20. Denna utsignal förelig- ger i form av elektriska spänningar på utgångsklämmor 21.1 och 22.1, vilka vardera är förbundna med en tillhörande grupp av avkänningselek- troder (eller detekteringselektroder), varvid varje detekteringselek- trod typiskt är av det så kallade CCD-delad-elektrod-utförandet enligt 10 l5 20 25 30 35 Ä0 7713T70-1 känd teknik. Dessa klämmer 21.1 och 22.1 är förbundna med varsin bussledning 2l och 22. Differensen mellan spegelladdningarna på led- ningarna 2l och 22 vid tidsintervall, under vilka laddningspaketen i den laddningskopplade anordningen 20 förefinnes under de delade elek- troderna, (dvs. avkänningselektroderna i motsats till andra förskjut- ningselektroder i den laddníngskopplade anordningen) utgör den önska- de utsignalen.

Likfassignalen på ledningarna 21 och 22 undertrycks med hjälp av en förstärkare 30, vars ena ingångsklämma (en positiv summerings- klämma) är ansluten till en fast likspänningskälla VI och vars andra íngångsklämma (en negativ summeringsklämma) är ansluten till utgångs- ledningen 22. Utgångsklämman på denna förstärkare 30 är via återkopp- lingskondensatorer 31 och 32 förbunden med utgångsledningarna 21 och 22. Det är viktigt, i och för eliminering av så mycket likfassígnal som möjligt, att kapacitanserna hos dessa återkopplingskondensatorer 31 och 32 är så lika som möjligt (i huvudsak lika), vanligen intill cirka 0,1 % för ungefär 60 dB likfasundertryckningg dvs. fastän det absoluta värdet av deras kapacitanser icke är kritiskt är det viktigt att förhållandet mellan deras kapacitanser är nära ett intill den to- lererbara likfaskomponenten i den önskade utsignalen. Dessutom bör dessa kapacitanser väljas så att den maximala signalen vid förstär- karcns 30 utgångsklämma (alstrad såsom svar på maximísígnalen från den laddningskopplade anordningen) är anpassad till förstärkarens 30 sig- nalbehandlingsförmåga. För detektering av differenssignalen har en differentialförstärkare H0 en av sina íngângsklämmor (den positiva summeringsklämman på förstärkaren H0) ansluten till ledningen 22 och den andra av sina ingångsklämmor (den negativa summeringsklämman på förstärkaren Ä0) ansluten till ledningen 21. En återkopplingskonden- sator hl, som kopplar differentialförstärkarens H0 utgångsklämma till utgångsledningen 21, tjänstgör därvid såsom en integrerande kondensa- tor för den dífferenssignal, som avkänns av denna differentialförstär- kare H0, medan en kondensator H2 kopplar utgångsledningen 22 till en fast spänningskälla V2. Kondensatorerna ül och H2 är så valda, att förstärkaren H0 kan behandla den största förväntade differenssignalen.

Kondensatorerna 41 och U2 är sålunda vanligen ganska små jämfört med kondensatorerna 31 och 32. En utgångsklämma på förstärkaren H0 är för- bunden med ett användarorgan 70 för detektering och utnyttjning av ut- signalen från denna förstärkare.

Under drift med den i fig. 1 visade kretsen undertrycks den re- lativt höga likfassignalen från avkänningselektroderna av förstärka- ren 30, vilken arbetar med hjälp av återkopplingskondensatoeerna 31 lO 15 20 25. }0 35 HO 7713770-1 och 32. Spänningsnivån hos alla avkänningselektroder på ledningen 22 återställs därvid till den fasta nivån för V1. Spänningen på ledningen 21 återställs å andra sidan till spänningen på ledningen 22 på grund av den återkopplade utsignal från differentialförstärkaren H0, som erhålles igenom återkopplingskondensatorn H1. Spänningen på ledningen 21 återställs sålunda likaså till den fasta nivån för V1. Detekterings- proceduren med avseende på laddningspaket i den laddningskopplade an- ordningen inträffar följaktligen vid en bestämd arbetspunkt för de- tekteringskretsen. Differenssignalen integreras av kondensatorn ül och är tillgänglig för användning vid utgångsklämman på differential- förstärkaren HO. Det bör observeras, att sampling och hållning kan anordnas i användarorganet 70, varvid utsignalen samplas under de av- passade tidsluckor, som är lämpliga för detektering av laddning under avkänningselektroderna i den laddningskopplade anordningen, och varvid detta utsígnalvärde bibehålls till dess att nästa sampel tages, vari- genom en glattare utsignal tillhandahålles.

Det bör å andra sidan observeras i samband med kretsen 100 en- ligt fig. l att på grund av termiskt eller annat brus i den laddnings- kopplade anordningen kan signifikanta men icke önskade laddningsdif- ferenser byggas upp i de (flytande) CCD-detekteringselektroderna över en tidsperiod av storleksordningen en timme. För att undertrycka den däremot svarande icke önskade utsignalen bör man vidtaga avpassade åtgärder, såsom periodisk kortslutning av utgångsledningen 21 till ut- gångsledningen 22. Dylíka åtgäáder vidtages automatiskt i den i fig. 2 visade avkänningskretsen 200.

Såsom visas i fig. 2 innefattar avkänningskretsen 200 många ele- ment, som i huvudsak är identiskt lika med de ovan beskrivna elemen- ten i fig. l, varför dessa element är betecknande med samma hänvis- ningsbeteckningar. Avkänningskretsen 200 innefattar en förstärkare 60 med tre ingångsklämmor, så att utsignalen från denna förstärkare är proportionell mot V1 - l/2 (V22 + V21), där V21 och V22 är utgångsled- ningarnas Zlrespektive 22 potentialer. Förstärkaren 60 utgör sålunda ett mera idealt likfasundertryckningsorgan, eftersom den tenderar att återställa avkånningselektroderna så att det aritmetiska medelvärdet av deras potentialer âterställs till den fasta nivån V1. En typisk krets för en dylik förstärkare visas i fíg. 4, som kommer att beskri- vas närmare nedan. En styrkrets 90 tillhandahâller drivspänningar (så- som klockpulser) för den laddningskopplade anordningen 20 via ledningar 71 och styr elektriska switchelement (vanligen fälteffekttransistorer med isolerade styren) Su, 35, 76, 77 och 52 via ledningar 72, 73 och \."l 10 15 20 25 BO 35 HO 7713'?70-1 YH (markerade genom streckade linjer). Switchelementen BU och 35 är periodiskt slutna under "återställningsintervall" för att ströladd- ningarna skall neutraliseras. Kondensatorer H3 och NM är anordnade för korrelerad dubbclsampling, som kommer att beskrivas närmare nedan, 5 ändamål att undertrycka "âterställningsbrus" förorsakat av omkopplingen av switchelementen 34 och 35, dvs. det bekanta kTC-bruset (k = Holtz- mans konstant; T = absoluta temperaturen; C = kapacitansen, huvudsak- ligen hos de delade elektroderna). Kondcnsatorerna H3 och HH bör vara tillräckligt stora för att hålla ingângsspänningarna till differen- tialförstärkaren H0 tämligen konstanta även vid förekomst av switch- transienter ("spikar") förorsakade av kapacitív genommatning i switch- och Nä lig- lika in- elementen 76 och 77. Typiska värden för kondensatorerna 43 ger i storleksordningen 3 pF och dessa kondensatorer göres till några få procents avvikelse. Switchelementet 76 låser spänningen och 35 och del av den (både under återställningsprocessen för switchelementen BN under en kort tid därefter) vid noden H5 till V0, såsom en korrelerade dubbelsamplingsprocedur, som närmare beskrivs nedan. På liknande sätt bildar switchelementet 77, när det är slutet, en åter- kopplingsslinga omkring differentialförstärkaren 40 och möjliggör så- lunda en återställning av spänningen vid noden H6 till V0. Switchele- mentet 52 möjliggör en periodisk avgivning av utsignalen till en ut- gångsförstärkare 50 för avgivning av den önskade utgångssignalen till användarorganet 70. En kondensator 51 har till uppgift att glätta den- na utsignal i en konventionell samplings- och hållningskoppling.

Fig. 3 visar en avkänningskrets 500 för detektering av utsigna- len från en mera detaljerat visad laddningskopplad anordning. För klar- hets skull visas endast de elektroder, som ligger över det isolerande skiktet, tillsammans med skuggade områden, som representerar underlig- gande diffunderade halvledarområden. För en laddningskopplad anordning av N-kanaltyp är dessa skuggade områden av N+-ledningstyp (starkt N- dopade) i halvledaren på grund av ett överskott av signifikanta dona- torstörämnen i den eljest P-ledande halvledaren, vanligen ett över- skott av fosforstörämnen i kisel. Det bör observeras, att den ladd- ningskopplade anordningen och avkänningskretsen 300 båda med fördel är integrerade i ett enda monokristallint kiselsubstrat. Många av ele- menten í fig. 2 och 3 är i huvudsak identiska, varför dessa element är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar.

Närmare bestämt innefattar den laddningskopplade anordningen en- ligt fig. 3 flera överliggande elektroder: en ingångsstyrelektrod 302; en delad skyddsstyrelektrod 303, som innefattar två segment, vilka är 10 15 20 25 30 35 40 7713770-1 förbundna via en ledande tråd eller elektrod 303.1; skyddsstyrelek- troder 307, 3ll och 315; första klockfasdrivna (Pl) elektroder 305, 309 och 313; andra klockfasdrivna (P2) elektroder 306, 310 och 3l&; samt en mätelektrod 304 styrd av den fasta likspänningskällan V1.

Skyddselektroderna 303, 307, 3ll och 315 bibehålls på en fast poten- tial VSG. Såsom tidigare är känt är varje elektrod åtskild från en huvudyta hos ett underliggande halvledarmedium (icke visad för klarhets skull) genom ett oxidskikt, vanligen kiseldioxid på det monokristal- lina kiselsubstratmediet. Den laddningskopplade anordningen innefattar även flera störämnesområden (vanligen diffunderade eller implanterade): ett ingångsdiodområde 301; ett skyddsstyrområde 303.5, beläget mellan elektrodsegmenten hos den delade skyddsstyrelektroden 303; samt ett uppsamlingsomrâde 316 för laddningspaket. Dessutom kan valfritt, invid det ena eller båda segmenten hos den delade skyddsstyrelektroden 303, ett N*-störämnesområde 303.2, som är anslutet till en hög positiv spänning VDD, tjäna (just efter förskjutning av laddning till det un- der elektroden 303 liggande halvledarområdet) till att avleda alla möjliga överskottsladdningar, som eljest ackumuleras under skyddsstyr- elektroden 303. De skuggade områdenp som representerar diffunderade halvledarzoner mellan de delade elektroderna 308.1, 308.2 och 312.1, 312.2, förefinnes på grund av avsaknaden av någon mask som förhindrar att de bildas under det “självinställande" införandet av störämnen vid bildandet av de andra N+-områdena; men dessa N+-områden mellan de delade elektroderna i den laddningskopplade anordningens kropp påver- kar ej arbetssättet i någon väsentlig grad. Förstärkaren 60 är för- sedd med en andra utgångsklämma 62, som tillhandahåller en likspän- ningsskiftad utsignal, symboliskt markerad i fig. 3 genom en fast lik- spänningskälla 66. Denna källa är införd mellan utgångsklämman 61 och switchelementen 34 och 35 i ändamål att inställa arbetspunkten för förstärkarutgången vid klämman 61 till ett mindre positivt värde för att ett större linjärt dynamiskt omrâde skall erhållas för denna för- stärkare 60 vid behandling av negativt gående signaler på utgångsled- ningarna 21 och 22.

Under drift kontrollerar en signalkälla 320 ingångsdiodens 301 potential. Spänningen på íngångsstyrelektroden 302 tillåter periodiskt laddning i enlighet med denna signal att flyta från ingångsdiodområdet igenom skyddsstyrområdet 303.5 till halvledarområdet under mätelektro- den 30ü. Detta flöde kan därvid uppträda under de positivt gående puls- faserna i ingångsstyrsignalen IG (fig. 5). Laddningen infångas under mätelektroden så snart som IG-pulsen upphör och det är denna laddning 10 15 20 25 50 35 H0 77137'?0-1 som sålunda är "utmätt" av mätelektroden 30H för förskjutning till den resterande delen av den laddníngskopplade anordningen i enlighet med den så samplade signalen. Så snart som den positivt gående pulsen i signalen Pl avges till elektroden 305 förskjuts det sålunda utmätta laddníngspaketet till det halvledarområde, som ligger under denna elektrod 305. Därefter, när nästa positivt gående puls uppträder i signalen P2 och tillförs till elektroden 306, förskjuts detta ladd- ningspaket till ett halvledarområde, som ligger under denna elektrod 306. I anslutning därtill, när den positiva pulsen i signalen P2 upp- hör, förskjuts laddningspaketet igenom det halvledarområde, som lig- ger under skyddsstyrelektroden 307 till det halvledarområde, som lig- ger under det delade elektrodparet 308.1 och 308.2, vid vilken tid- punkt den önskade utsignalen från laddningspaketet, med hjälp av elektrisk spegelladdning på det delade elektrodparet, överförs till de respektive utgångsledningarna 21 och 22. Vid denna tidpunkt sluts switchen 52 (fig. 5) för att sampla dessa utsignaler. Denna switch 52 öppnas innan den nästa positivt gående pulsen Pl förskjuter laddnings- paketen under de delade elektroderna 308.1 och 308.2 till det halvle- daromrâde, som ligger under elektroden 309 (styrd av Pl). Det bör ob- serveras, att medan switchen 52 förblir sluten är utgångsledningarna 21 och 22 även känsliga för de andra laddningspaket (om några förefin- nes), vilka då ligger under de andra delade elektroderna och vilka har alstrats tidigare av tidigare insignaler.

Typiska spänningar (med avseende på substratet) hos de skilda källorna är (endast för exemplifieringsändamål) approximativt såsom följer: V0 = 0 till 8 volt V1 = ll volt V2 = 0 volt (jord) V5 = 17 volt VDD = 17 volt VSG = 8 volt VIG = 5 volt passiv, 13 volt aktiv fas Pl = 5 volt passiv, 13 volt aktiv fas P2 = 5 volt passiv, 17 volt aktiv fas S = 9 volt (É 2 volt signal) Såsom vidare framgår av fig. 5 hålls switehelementen 3U och 35 periodiskt slutna under avpassade "återställningsintervall" för att de delade elektroderna skall bibehållas på den önskade potentialen.

Switchelementen 76 och 77 är likaså slutna under dessa återställnings- 10 15 20 25 30 35 H0 .7713770-1 10 intervall plus under ett kort tidsintervall därefter under den aktiva fasen för P2, för att det återställningsbrus (i storleksordningen kTC) skall elimineras, som erhålles på ledningarna 21 och 22 när switch- elementen BÄ och 36 plötsligt öppnas vid slutet av varje återställ- ningsintervall. Vid detta tidsögonblick är switchelementen 76 och 77 fortfarande slutna, varigenom utsignalen från differentialförs ärka- ren H0 bibehålls vid den önskade potentialen V0. Även sedan switch- elementen 76 och 77 har öppnats lagras de respektive återställninge- brusspänningarna över kondensatorerna H3 och HU och utsignalen från förstärkaren H0 är fortfarande vid V0. Därefter uppträder utsignaler- na från den laddningskopplade anordningen på ledningarna 21 och 22, varvid motsvarande signaler påtrycks på ingångsklämmorna till för- stärkaren H0, vilka är oberoende av de tidigare kTC-brusspänningarna.

Det bör framhållas, att var och en av kondensatorerna H1 och H2 företrädesvis bör vara utförd i form av en meanderformad eller fin- gerliknande elektrod, som år åtskild från halvledarsubstratet genom samma slags oxidskikt som de delade elektroderna. Dessutom bildas elektroderna för dessa kondensatorer företrädesvis samtidigt med, och med samma slags elektrodmaterial som för de delade elektroderna och med samma elektrodbredd, så att båda dessa kondensatorelektroder upp- visar approximativt samma felinställningar liksom samma grad av över- etsning och underetsning (och sålunda samma tillhörande kapacitans- ändringar) som de delade elektroderna. På detta sätt uppnås bättre kontroll över den totala filterförstärkningen (vilken beror av kapa- citansförhållandena hos kondensatorerna ål och H2 med avseende på arrangemanget med delade elektroder i den laddningskopplade anord- ningen).

I fig. 4 visas ett typiskt kopplíngsschema för förstärkaren 60.

Transistorer ü02,.H05 och H06 med isolerade styren tillsammans med belastningstransistorer H03 och ÄOÄ med isolerande styren och en strömkälla H01 bildar ett differentiellt förförstärkarsteg, som matar ett par av konventionella kaskadkopplade operationsförstärkare B07 och N08. Utgångsledningarna 21 och 22 från den laddningskopplade anord- ningen matar signaler till transistorernas H05 och H06 styrelektro- der, medan den fasta likspänningskällan V1 är ansluten till transis- torns H02 styrelektrod. På detta sätt är den negativa återkopplings- signal som avges till noden 61 proportionell mot V1 - l/2(V2l + V22), såsom önskas i förstärkaren 60. På grund av denna negativa återkopp- ling återställs potentialen på samma elektroder, dvs: (V21 + V22)/2 = V1. Likfassignalen (V21 + V22) elimineras därvid.

Claims (9)

10 15 7713770-1 ll Det bör observeras att trots att uppfinningen har beskrivits i detalj med avseende på ett speciellt utföringsexempel kan åtskilliga modifieringar utföras inom uppfinningens ram. Exempelvis kan i stället för det visade ingångsarrangemanget av elektroder 302 och 303 i den laddningskopplade anordningen ingångsarrangemanget för denna anordning vara utfört såsom en "antiförspänningskrets". Man bör även observera, att de skilda förstärkarna, kondensatorerna och transistorerna i av- känningskretsen 300 alla med fördel kan vara integrerade i samma halv- ledarsubstrat som själva den laddningskopplade anordningen. Det bör nämnas, att för att linearitet hos utgångssvaret på insignalen i den laddningskopplade anordningen enligt fig. 3 skall uppnås är det vik- tigt, att elektroden 30U och dess underliggande oxid är geometriskt i huvudsak identiskt lika med var och en av de delade elektroderna (med mellanrummen mellan varje par av elektrodsegment anpassade till områ- det 303.5, för att icke linjära distorsioner skall minimeras). Slut- ligen bör man observera, att i stället för en laddningskopplad anord- ning 20 av typen "Charge Coupled Device" (CCD) kan en anordning av typen "Bucket Brigade Device“ (BBD) användas. __-_-_...___.._ PATENTKRAV

1. Laddningsförskjutningsanordning i halvledarutförande och av delad~elektrodtyp innefattande en första och en andra grupp av detek- teringselektrodsegment, varvid den första gruppen av detekteringselek- troder är ansluten till en första utgângsklämma på anordningen (2l.l) och den andra gruppen av detekteringselektroder är ansluten till en andra utgângsklämma på anordningen (22.l), och varvid nämnda första och nämnda andra utgångsklämma är förbunden med en första respektive med en andra ingångsklämma på en differentialförstärkare (H0), k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone den andra utgångsklämman (22.l) är ansluten till en första ingångsklämma på en separat förstär- kare (60), som har en andra ingångsklämma av motsatt polaritet för an- slutning till en källa med en fast potential (V1) och som har en för- stärkarutgångsklämma (61), vilken via en första (31) och en andra (32) kondensator med i huvudsak lika kapacitanser är ansluten till den första (2l.l) respektive till den andra (22.l) utgångsklämman på anord- ningen.

2. Anordning enligt kravet l, k å n n e t e c k n a d av att _77137?0-1 12 en utgângsklämma på differentialförstärkaren (H0) via ett tredje elek- triskt kopplingsorgan (H1) är förbunden med den första utgângsklämman (2l.l) på anordningen.

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att den andra utgångsklämman (22.l) på anordningen via ett fjärde elektriskt kopplingsorgan (H2) är förbunden med en andra referensklämma för an- slutning till en andra referenspotential (V2). ü.

4. Anordningenligt kravet 3, k ä n n e t e c k'n a d av att det tredje (Ål) och det fjärde (H2) kopplingsorganet utgörs av en tred- je respektive en fjärde kondensator.

5. Anordning enligt kravet H, k ä n n e t e c k n a d av att kapacitanserna för den första (31) och den andra (32) kondensatorn är sinsemellan lika intill cirka 0,1 Z och är av en storleksordning av hälften av summan av kapacitanserna för den första plus den andra gruppen av elektroder. ,

6. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att kapacitanserna för den första (31) och den andra (32) kondensatorn är lika intill cirka 0,1 %. _

7. Anordning-enligt kravet H, k ä n n e t e c k n a d av att differentialförstärkarens (H0) ingångsklämmor är förbundna med den första (2l.l) och med den andra (22.l) utgångsklämman på anordningen via en femte (H3) respektive en sjätte (ÄH) kondensator, och att första switchorgan är anordnade för att periodiskt ansluta differentialför- stärkarens första ingångsklämma till utgångsklämman på differentialför- stärkaren.

8. Anordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av andra elektriska switchorgan (34, 35) för att periodiskt förbinda den första utgångsklämman (2l.l) på anordningen med den andra utgångsklämman (22.1) på anordníngen.

9. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den separata förstärkaren (60) har minst tre ingångsklämmor, av vilka den tredje är ansluten till den första utgångsklämman (21.l) på anord- ningen och uppvisar samma summeringspolaritet som den för den första ingångsklämman på den separata förstärkaren, och att källan med den fasta potentialen (Vi) är ansluten till en elektrod för laddningsför- skjutning i ett ingångssteg hos laddningsförskjutningsanordningen. -___----_~..__- ANFÖRDAVPUBLIKATIONER: