JPH01181564A - 電荷転送装置の出力回路 - Google Patents
電荷転送装置の出力回路Info
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- JPH01181564A JPH01181564A JP63005231A JP523188A JPH01181564A JP H01181564 A JPH01181564 A JP H01181564A JP 63005231 A JP63005231 A JP 63005231A JP 523188 A JP523188 A JP 523188A JP H01181564 A JPH01181564 A JP H01181564A
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
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- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/28—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using semiconductor elements
- G11C19/282—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using semiconductor elements with charge storage in a depletion layer, i.e. charge coupled devices [CCD]
- G11C19/285—Peripheral circuits, e.g. for writing into the first stage; for reading-out of the last stage
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電荷転送装置の出力回路に関し、特に出力信号
の直流レベルの制御が可能な出力回路に関する。
の直流レベルの制御が可能な出力回路に関する。
第３図は従来の電荷転送装置における出力部を示すもの
で、出力回路２０とクランプ回路３０とを含み、電荷転
送装置１０を転送される電荷はフローティング・デイツ
ユ−９３フ部の形成するダイオード２７に注入されて、
このフローティング・デイフュージョン部の形成するダ
イオード２７の一方の接点Ｐの電位変化はトランジスタ
２２゜２３より成るソース・フォロワー回路で検出・増
幅される。その後、コンデンサ３６とトランジスタ３５
とバッファー４とを有するクランプ回路３０に加えられ
て、クランプ回路３０から直流レベルがＶ。Ｌにクラン
プされた出力を得ていた。尚、トランジスタ２１は検出
回路のリセット・トランジスタとして機能するデイプレ
ッション型ＭＯ８）ランジスタ、ＲＤはそのリセットド
レイン端子、φ３はリセットゲート端子をそれぞれ示し
ている。
で、出力回路２０とクランプ回路３０とを含み、電荷転
送装置１０を転送される電荷はフローティング・デイツ
ユ−９３フ部の形成するダイオード２７に注入されて、
このフローティング・デイフュージョン部の形成するダ
イオード２７の一方の接点Ｐの電位変化はトランジスタ
２２゜２３より成るソース・フォロワー回路で検出・増
幅される。その後、コンデンサ３６とトランジスタ３５
とバッファー４とを有するクランプ回路３０に加えられ
て、クランプ回路３０から直流レベルがＶ。Ｌにクラン
プされた出力を得ていた。尚、トランジスタ２１は検出
回路のリセット・トランジスタとして機能するデイプレ
ッション型ＭＯ８）ランジスタ、ＲＤはそのリセットド
レイン端子、φ３はリセットゲート端子をそれぞれ示し
ている。
また、ＡＧはソース・フォロワー回路のバイアス電流制
御端子である。
御端子である。
かかる従来の信号電荷検出回路の出力回路２０からの出
力電圧Ｖ。ｔ＋Ｙの直流レベルは、トランジスタ２２の
しきい値電圧をＶ？２．）ランジスタ２３のしきい値電
圧なＶＴ３．ＯＤ端子の電圧をＶ。Ｔ３ｒＲＤ端子ノ電
圧をＶｎ、）、ＡＧ端子の電圧をＶＡＯｊトランジスタ
２２の電圧利得βをβ２．トランジスタ２３の電圧利得
βをβ、とすると、トランジスタ２２と２３とからなる
ソースフォロワ−回路のトランジスタ２２．２３が飽和
領域で動作しているという条件より Ｉ。ｎ ＝２ （ＶＲＤ −Ｖ。ｎｔ −Ｖｔｘ ）”
＝βｓ （ＶＡｃ −ＶＴ３ ）” −（１）の関係
が成り立ち、上式より となる。
力電圧Ｖ。ｔ＋Ｙの直流レベルは、トランジスタ２２の
しきい値電圧をＶ？２．）ランジスタ２３のしきい値電
圧なＶＴ３．ＯＤ端子の電圧をＶ。Ｔ３ｒＲＤ端子ノ電
圧をＶｎ、）、ＡＧ端子の電圧をＶＡＯｊトランジスタ
２２の電圧利得βをβ２．トランジスタ２３の電圧利得
βをβ、とすると、トランジスタ２２と２３とからなる
ソースフォロワ−回路のトランジスタ２２．２３が飽和
領域で動作しているという条件より Ｉ。ｎ ＝２ （ＶＲＤ −Ｖ。ｎｔ −Ｖｔｘ ）”
＝βｓ （ＶＡｃ −ＶＴ３ ）” −（１）の関係
が成り立ち、上式より となる。
ところが上述した従来の出力回路２０においては、ＭＯ
Ｓ）ランジスタ２２．２３のしきい値電圧ＶＴ２ 、
Ｖ７３は製造プロセスによりバラツキ、そのため式（２
）よりわかるように出力の直流電位Ｖ。。アのレベルの
調節は不可能であった。このため従来より、電荷転送装
置と、周辺回路との直接接続はむずかしく、第３図に示
す様に、クランプ回路３０等を介在させて直流レベルを
制御する必要がった。
Ｓ）ランジスタ２２．２３のしきい値電圧ＶＴ２ 、
Ｖ７３は製造プロセスによりバラツキ、そのため式（２
）よりわかるように出力の直流電位Ｖ。。アのレベルの
調節は不可能であった。このため従来より、電荷転送装
置と、周辺回路との直接接続はむずかしく、第３図に示
す様に、クランプ回路３０等を介在させて直流レベルを
制御する必要がった。
本発明の電荷転送装置の出力回路は、電荷転送部のフロ
ーティング・デイフュージョン部の電位変化をソース・
フォロワー回路で検出する電荷転送装置の出力部と、そ
の出力電圧の直流レベルを保持する出力保持部と、その
保持された出力レベルと、基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆとを
比較する比較部と、この比較部の出力を、出力部のフロ
ーティング・デイフュージョン部に接続されたリセット
トランジスタのドレイン端子に接続する手段とを含んで
いる。
ーティング・デイフュージョン部の電位変化をソース・
フォロワー回路で検出する電荷転送装置の出力部と、そ
の出力電圧の直流レベルを保持する出力保持部と、その
保持された出力レベルと、基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆとを
比較する比較部と、この比較部の出力を、出力部のフロ
ーティング・デイフュージョン部に接続されたリセット
トランジスタのドレイン端子に接続する手段とを含んで
いる。
このように、本発明によれば、フローティング・デイフ
ュージョン部に接続されたリセットトライン ンジスタのドレ←電位を制御するフィードバック回路を
備えているので、使用トランジスタのしきい値電圧がプ
ロセスバラツキによって変動しても一定の直流レベルを
出力信号に与えることができる。
ュージョン部に接続されたリセットトライン ンジスタのドレ←電位を制御するフィードバック回路を
備えているので、使用トランジスタのしきい値電圧がプ
ロセスバラツキによって変動しても一定の直流レベルを
出力信号に与えることができる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す接続回路図である。本
実施例の回路では、ダミー出力回路５０を用い、出力直
流レベルの制御を可能としている。
実施例の回路では、ダミー出力回路５０を用い、出力直
流レベルの制御を可能としている。
以下に、より詳細に動作を説明する。ダミー出力回路５
０の出力Ｖ。Ｕ？□は、コンパレーター５により基準電
位Ｖｒｅｆと比べられる。いま仮に、Ｖｏｔ＋ｔ ａ＞
Ｖ ｒ ｅ ｆであればコンパレータ５の、出力電圧
ＶＲＤは低下する。■わが低下すれば、トランジスタ５
、は常にＯＮ状態であるので、ソースフォロー回路トラ
ンジスタ５２のゲート電位も低下し、結果として出力Ｖ
。ＵＴＡが低下する。この低下はＶ。ｔ＋ＴＡ＝Ｖｒｅ
ｆとなった時点で停止する。このようにして、出力Ｖ。
０の出力Ｖ。Ｕ？□は、コンパレーター５により基準電
位Ｖｒｅｆと比べられる。いま仮に、Ｖｏｔ＋ｔ ａ＞
Ｖ ｒ ｅ ｆであればコンパレータ５の、出力電圧
ＶＲＤは低下する。■わが低下すれば、トランジスタ５
、は常にＯＮ状態であるので、ソースフォロー回路トラ
ンジスタ５２のゲート電位も低下し、結果として出力Ｖ
。ＵＴＡが低下する。この低下はＶ。ｔ＋ＴＡ＝Ｖｒｅ
ｆとなった時点で停止する。このようにして、出力Ｖ。
ＵＴＡの直流電圧レベルはつねに基準電圧Ｖ ｒ ｅ
ｆと同一となるように制御されている。これにより、ト
ランジスタ５２゜５３のしきい値電圧がバラクいてもコ
ンバレー、ター５により基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆとの差
を検出しその差を出力回路６０のリセットトランジスタ
６１のドレイン（ＶＲＤ）に加えることにより、つねに
出力回路６０の出力回路６０の出力Ｖ。ＵＴＢの直流レ
ベルは基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなる。
ｆと同一となるように制御されている。これにより、ト
ランジスタ５２゜５３のしきい値電圧がバラクいてもコ
ンバレー、ター５により基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆとの差
を検出しその差を出力回路６０のリセットトランジスタ
６１のドレイン（ＶＲＤ）に加えることにより、つねに
出力回路６０の出力回路６０の出力Ｖ。ＵＴＢの直流レ
ベルは基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなる。
このダミー出力回路５０は、ダイオード５７とトランジ
スタ５１〜５３とから形成されており、それぞれ出力回
路６０のフローティング・デイフュージョン部が形成す
るダイオード６７とトランジスタ６１〜６３と同一の大
きさと電圧利得βを持つように形成されている。このよ
うに同一の構成素子で形成されたダミー出力回路５０は
、出力回路６０と同一の人、出力特性を有する。よって
、第１図に示すように、コンパレータ５の出力をダミー
出力回路５０のトランジスタ５１のドレインに接続され
たＲＤＡ端子に出力回路６０のリセットトランジスタ６
１のドレインに接続されたＲＤ、端子と同様に接続する
ことによりＶｒｅｆ” Ｖ ＯＵＴ Ａ ” Ｖ ＯＵ
Ｔ Ｂとなるように制御される。
スタ５１〜５３とから形成されており、それぞれ出力回
路６０のフローティング・デイフュージョン部が形成す
るダイオード６７とトランジスタ６１〜６３と同一の大
きさと電圧利得βを持つように形成されている。このよ
うに同一の構成素子で形成されたダミー出力回路５０は
、出力回路６０と同一の人、出力特性を有する。よって
、第１図に示すように、コンパレータ５の出力をダミー
出力回路５０のトランジスタ５１のドレインに接続され
たＲＤＡ端子に出力回路６０のリセットトランジスタ６
１のドレインに接続されたＲＤ、端子と同様に接続する
ことによりＶｒｅｆ” Ｖ ＯＵＴ Ａ ” Ｖ ＯＵ
Ｔ Ｂとなるように制御される。
なお、出力回路６０では、ダイオード６７は電荷転送部
７０の電荷転送の最終段のフローティング・デイフュー
ジョン部が形成するダイオードで、そのリセットトラン
ジスタ６１との接続部の電位がトランジスタ６２，６３
のソースフォロワ−回路を介して出力され、周辺回路に
直接加えられる。
７０の電荷転送の最終段のフローティング・デイフュー
ジョン部が形成するダイオードで、そのリセットトラン
ジスタ６１との接続部の電位がトランジスタ６２，６３
のソースフォロワ−回路を介して出力され、周辺回路に
直接加えられる。
第２図は本発明の他の実施例の回路接続図である。第１
図の一実施例と異なる点は、ダミー回路５０を用いず、
出力回路４０のＤＣレベルをＳ／Ｈ回路２でサンプリン
グし、その電圧と基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆとをコンパレ
ータ５で比べている点であり、基本的なフィードバック
動作は第１図の一実施例と同じである。ただしこの回路
の動作においては、Ｓ／ＨパルスφｓＨはリセットパル
スφ８と同期させ少なくともリセットパルスφ８がＯＮ
している期間に出力Ｖ。ＵＴ ＯのＤＣレベルをサンプ
ル・ホールドさせ、信号情報をもった信号出力が出てい
る期間（リセットパルス 、がＯＦＦの期間）はサンプ
ルホールドしないようにする。簡単に言うならば、出力
Ｖ。ＵＴＣが直流レベルのみを出力している期間のゐサ
ンプルホールド動作をするようにする。
図の一実施例と異なる点は、ダミー回路５０を用いず、
出力回路４０のＤＣレベルをＳ／Ｈ回路２でサンプリン
グし、その電圧と基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆとをコンパレ
ータ５で比べている点であり、基本的なフィードバック
動作は第１図の一実施例と同じである。ただしこの回路
の動作においては、Ｓ／ＨパルスφｓＨはリセットパル
スφ８と同期させ少なくともリセットパルスφ８がＯＮ
している期間に出力Ｖ。ＵＴ ＯのＤＣレベルをサンプ
ル・ホールドさせ、信号情報をもった信号出力が出てい
る期間（リセットパルス 、がＯＦＦの期間）はサンプ
ルホールドしないようにする。簡単に言うならば、出力
Ｖ。ＵＴＣが直流レベルのみを出力している期間のゐサ
ンプルホールド動作をするようにする。
このようにサンプルホールド動作をすることにより、第
１図の一実施例と同様に出力Ｖ。ＴＪア。の直流レベル
を基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆと同一とすることができ、ト
ランジスタ６２．６３のしきい値電圧のバラツキによる
オフセット電圧を吸収している。
１図の一実施例と同様に出力Ｖ。ＴＪア。の直流レベル
を基準電圧Ｖ ｒ ｅ ｆと同一とすることができ、ト
ランジスタ６２．６３のしきい値電圧のバラツキによる
オフセット電圧を吸収している。
以上説明したように、本発明は、電荷転送装置の出力回
路において、フローティングディフュージョン部の電荷
をリセットするトランジスタのドレイン端子に制御され
た電位を与えるフィードバック回路を内蔵することによ
り、出力回路のオフセットバラツキを抑制できる効果が
あり、周辺回路との直接接続が可能となりその効果は大
である。
路において、フローティングディフュージョン部の電荷
をリセットするトランジスタのドレイン端子に制御され
た電位を与えるフィードバック回路を内蔵することによ
り、出力回路のオフセットバラツキを抑制できる効果が
あり、周辺回路との直接接続が可能となりその効果は大
である。
上記のバラツキの抑制以外に、リセッ））ランジスタの
ドレイン端子電圧を制御することにより、出力オフセッ
ト電圧バラツキのみならずオフセット電圧自体も制御で
き、周辺回路との接続時の調節が可能であることは言う
までもない。
ドレイン端子電圧を制御することにより、出力オフセッ
ト電圧バラツキのみならずオフセット電圧自体も制御で
き、周辺回路との接続時の調節が可能であることは言う
までもない。
また上記したフィードバック回路はフローティングディ
フュージョン型のセンスアンプのみならず、フローティ
ングゲート型のセンスアンプも適用できる。
フュージョン型のセンスアンプのみならず、フローティ
ングゲート型のセンスアンプも適用できる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明の他の実施例を示す回路図、第３図は従来例を示す回
路図である。 ２・・・・・・サンプルホールド回路、４・・・・・・
バッファー、５・・・・・・フンパレータ、１０，７０
・・・・・・電荷転送部、２０．６０・・・・・・出力
回路、３０・・・・・・クランプ回路、５０・・・・・
・ダミー回路、３６・・・・・・コンデンサ、２１，６
１・・・・・・リセットトランジスタ、２２゜２３．３
５．５１〜５３，６２．６３・・・・・・トランジスタ
、２７．６７・・・・・・フローティング・デイフュー
ジョン部が形成するダイオード、５７・・・・・・ダイ
オード、Ｖｒｅｆ・・・・・・基準電圧、■８．・・・
・・・リセットトランジスタのドレイン電圧、ＲＤＡ、
ＲＤＢ、ＲＤ・・・・・・リセットトランジスタのドレ
イン端子、ＯＤ・・・・・・出力部トランジスタのドレ
イン端子、ＶＯＵＴ ＡＩＶＯＵＴ Ｂ、Ｖｏｕ７ ｃ
＊ Ｖｏｔ＋Ｔ・・””出力、Ａ Ｇ ・・・・・・電
流制限用トランジスタのゲート端子、φ８・・・・・・
リセットパルス、φ。、・・・・・・クランプクロック
パルス、Ｖｃｃ・・・・・・クランプ電圧。 代理人 弁理士 内 原 晋 茅 ２ 閃
明の他の実施例を示す回路図、第３図は従来例を示す回
路図である。 ２・・・・・・サンプルホールド回路、４・・・・・・
バッファー、５・・・・・・フンパレータ、１０，７０
・・・・・・電荷転送部、２０．６０・・・・・・出力
回路、３０・・・・・・クランプ回路、５０・・・・・
・ダミー回路、３６・・・・・・コンデンサ、２１，６
１・・・・・・リセットトランジスタ、２２゜２３．３
５．５１〜５３，６２．６３・・・・・・トランジスタ
、２７．６７・・・・・・フローティング・デイフュー
ジョン部が形成するダイオード、５７・・・・・・ダイ
オード、Ｖｒｅｆ・・・・・・基準電圧、■８．・・・
・・・リセットトランジスタのドレイン電圧、ＲＤＡ、
ＲＤＢ、ＲＤ・・・・・・リセットトランジスタのドレ
イン端子、ＯＤ・・・・・・出力部トランジスタのドレ
イン端子、ＶＯＵＴ ＡＩＶＯＵＴ Ｂ、Ｖｏｕ７ ｃ
＊ Ｖｏｔ＋Ｔ・・””出力、Ａ Ｇ ・・・・・・電
流制限用トランジスタのゲート端子、φ８・・・・・・
リセットパルス、φ。、・・・・・・クランプクロック
パルス、Ｖｃｃ・・・・・・クランプ電圧。 代理人 弁理士 内 原 晋 茅 ２ 閃
Claims (3)
- （１）電荷転送装置のフローティングディフュージョン
部の電位変化をソース・フォロワー回路で検出する出力
部と、その出力電圧の直流レベルを保持する出力保持部
と、その保持された出力直流レベルと、基準電圧とを比
較する比較部と、該比較部の出力を前記フローティング
ディフュージョン部に接続されたリセット用トランジス
タのドレイン端子に接続する手段とを有することを特徴
とする電荷転送装置の出力回路。 - （２）前記出力電圧の直流レベルを保持する出力保持部
はサンプルホールド回路であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の電荷転送装置の出力回路。 - （３）前記出力電圧の直流レベルを保持する出力保持部
は、前記出力部と同一の回路構成をしたダミー回路であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電荷
転送装置の出力回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005231A JPH084137B2 (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 電荷転送装置の出力回路 |
| EP89100428A EP0324456B1 (en) | 1988-01-12 | 1989-01-11 | An output circuit of a charge transfer device |
| DE68922627T DE68922627T2 (de) | 1988-01-12 | 1989-01-11 | Ausgangsschaltung einer Ladungsschiebeanordnung. |
| US07/296,574 US4974239A (en) | 1988-01-12 | 1989-01-12 | Output circuit of a charge transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005231A JPH084137B2 (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 電荷転送装置の出力回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01181564A true JPH01181564A (ja) | 1989-07-19 |
| JPH084137B2 JPH084137B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=11605412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63005231A Expired - Lifetime JPH084137B2 (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 電荷転送装置の出力回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4974239A (ja) |
| EP (1) | EP0324456B1 (ja) |
| JP (1) | JPH084137B2 (ja) |
| DE (1) | DE68922627T2 (ja) |
Cited By (4)
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| US7808535B2 (en) | 2000-04-12 | 2010-10-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of driving the same |
| JP2012054952A (ja) * | 2011-09-28 | 2012-03-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の駆動方法 |
| JP2013093872A (ja) * | 2012-12-19 | 2013-05-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置、ｘ線カメラ及び電子機器 |
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| JP2666522B2 (ja) * | 1990-05-14 | 1997-10-22 | 日本電気株式会社 | 電荷転送装置 |
| KR920006991A (ko) * | 1990-09-25 | 1992-04-28 | 김광호 | 반도체메모리 장치의 고전압발생회로 |
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