JPH043104B2 - - Google Patents
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- JPH043104B2 JPH043104B2 JP61073457A JP7345786A JPH043104B2 JP H043104 B2 JPH043104 B2 JP H043104B2 JP 61073457 A JP61073457 A JP 61073457A JP 7345786 A JP7345786 A JP 7345786A JP H043104 B2 JPH043104 B2 JP H043104B2
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- reset
- diffusion region
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- transfer
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- 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
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/04—Shift registers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/32—Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H10D48/36—Unipolar devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は電荷転送装置に係り、特に出力回路を
改良した電荷転送装置に関する。
改良した電荷転送装置に関する。
（従来の技術）
近年、テレビ、ビデオデイスクプレーヤ
（VDP）、ビデオテープレコーダ（VTR）などの
民生用および放送用のビデオ機器に、広帯域特性
および遅延特性が共に優れている等の理由によ
り、電荷転送素子（CTD）を使用した電荷転送
装置が用いられてきている。特に最近の民生用ビ
デオテープレコーダにおいては、高画質化および
広帯域化が進められており、電荷転送素子を使用
した電荷転送装置が広く用いられるようになつて
きた。
（VDP）、ビデオテープレコーダ（VTR）などの
民生用および放送用のビデオ機器に、広帯域特性
および遅延特性が共に優れている等の理由によ
り、電荷転送素子（CTD）を使用した電荷転送
装置が用いられてきている。特に最近の民生用ビ
デオテープレコーダにおいては、高画質化および
広帯域化が進められており、電荷転送素子を使用
した電荷転送装置が広く用いられるようになつて
きた。
出力回路にフローテイング拡散領域（FD）方
式を用い、電荷転送素子により転送された信号電
荷を電圧信号に変換して出力信号として検出する
方式を有する従来の電荷転送装置を第６図を用い
て説明する。電荷転送装置の転送部は転送電極
１，２，…，５が配列されている電荷転送素子か
らなつている。この転送部の最終段の転送電極５
に隣接して、フローテイング拡散領域２１が設け
られ、さらにゲート電極２２を介して不純物領域
２３が設けられている。この不純物領域２３はリ
セツト電圧Vggを有するリセツト電源２４の接続
されている。またフローテイング拡散領域２１は
検出回路１６に接続されている。この検出回路１
６はドライブ・トランジスタ１３、電源１４およ
び定電流源１５からなるソース・ホロワ回路で構
成されている。
式を用い、電荷転送素子により転送された信号電
荷を電圧信号に変換して出力信号として検出する
方式を有する従来の電荷転送装置を第６図を用い
て説明する。電荷転送装置の転送部は転送電極
１，２，…，５が配列されている電荷転送素子か
らなつている。この転送部の最終段の転送電極５
に隣接して、フローテイング拡散領域２１が設け
られ、さらにゲート電極２２を介して不純物領域
２３が設けられている。この不純物領域２３はリ
セツト電圧Vggを有するリセツト電源２４の接続
されている。またフローテイング拡散領域２１は
検出回路１６に接続されている。この検出回路１
６はドライブ・トランジスタ１３、電源１４およ
び定電流源１５からなるソース・ホロワ回路で構
成されている。
次に第６図に示された電荷転送装置のポテンシ
ヤル・プロフアイルを示す第７図を用いて動作を
説明する。
ヤル・プロフアイルを示す第７図を用いて動作を
説明する。
いま電荷リセツト・モードにおいて、転送電極
１，２に印加される転送パルスφ1および転送電
極５に印加される転送パルスφ3は低レベルであ
り、転送電極３，４に印加される転送パルスφ2
およびゲート電極２２に印加されるリセツト・パ
ルスφ2は高レベルである。このため第６図ａに
示されるように、転送部を転送されてきた信号電
荷Qsは転送電極４下に蓄積されると共に、フロ
ーテイング拡散領域２１はリセツト電圧Vggにリ
セツトされる。
１，２に印加される転送パルスφ1および転送電
極５に印加される転送パルスφ3は低レベルであ
り、転送電極３，４に印加される転送パルスφ2
およびゲート電極２２に印加されるリセツト・パ
ルスφ2は高レベルである。このため第６図ａに
示されるように、転送部を転送されてきた信号電
荷Qsは転送電極４下に蓄積されると共に、フロ
ーテイング拡散領域２１はリセツト電圧Vggにリ
セツトされる。
次いで電荷検出モードになると、転送パルス
φ1、φ3は高レベルになり、転送パルスφ2および
リセツト・パルスφ2は低レベルになるため、第
６図ｂに示されるように、転送電極４下に蓄積さ
れた信号電荷Qsはフローテイング拡散領域２１
に転送される。この信号電荷Qsにより、フロー
テイング拡散領域２１は電位変化ΔVを生じる。
この電位変化ΔVは、 ΔV＝Qs・Cp となる。ここでCpは電荷転送素子の出力容量であ
る。そして、このフローテイング拡散領域２１の
電位変化をΔVを、検出回路１６よつて出力信号
として検出する。
φ1、φ3は高レベルになり、転送パルスφ2および
リセツト・パルスφ2は低レベルになるため、第
６図ｂに示されるように、転送電極４下に蓄積さ
れた信号電荷Qsはフローテイング拡散領域２１
に転送される。この信号電荷Qsにより、フロー
テイング拡散領域２１は電位変化ΔVを生じる。
この電位変化ΔVは、 ΔV＝Qs・Cp となる。ここでCpは電荷転送素子の出力容量であ
る。そして、このフローテイング拡散領域２１の
電位変化をΔVを、検出回路１６よつて出力信号
として検出する。
ところで携帯用ビデオテープレコーダ等では回
路系の電源が例えば5Vと低電圧化してきている
ため、電荷転送装置に対しても低電圧化の要求が
強くなつている。また他方電荷転送装置の出力信
号を受けるビデオ・アンプ初段にとつては、検出
回路１６のソースホロワがリニアリテイの良好な
状態で動作することが求められている。
路系の電源が例えば5Vと低電圧化してきている
ため、電荷転送装置に対しても低電圧化の要求が
強くなつている。また他方電荷転送装置の出力信
号を受けるビデオ・アンプ初段にとつては、検出
回路１６のソースホロワがリニアリテイの良好な
状態で動作することが求められている。
いまリセツト電圧をVgg、検出回路１６電源１
４の電源電圧をVDD、ドライブ・トランジスタ１
３のしきい電圧をVthとすると、検出回路１６の
ソースホロワがリニアリテイを保持するためには
ドライブ・トランジスタ１３が飽和領域で動作す
ることが必要であり、そのためには、 Vgg−Vth＜VDD なる関係が満たされなければならない。
４の電源電圧をVDD、ドライブ・トランジスタ１
３のしきい電圧をVthとすると、検出回路１６の
ソースホロワがリニアリテイを保持するためには
ドライブ・トランジスタ１３が飽和領域で動作す
ることが必要であり、そのためには、 Vgg−Vth＜VDD なる関係が満たされなければならない。
ここで電源の低電圧化の要求により電源電圧
VDDが低下すると、リセツト電圧Vggを低くする
か、ドライブ・トランジスタ１３のしきい電圧
Vthを変更しなければならない。しかしながらリ
セツト電圧Vggが低下すると電荷転送素子の出力
ダイナミツクレンジは狭くなる。そこでリセツト
電圧Vggを昇圧回路により昇圧して、ダイナミツ
クレンジを広くする。しかしそうすると今度は検
出回路１６のソースホロワのリニアリテイが悪化
する。
VDDが低下すると、リセツト電圧Vggを低くする
か、ドライブ・トランジスタ１３のしきい電圧
Vthを変更しなければならない。しかしながらリ
セツト電圧Vggが低下すると電荷転送素子の出力
ダイナミツクレンジは狭くなる。そこでリセツト
電圧Vggを昇圧回路により昇圧して、ダイナミツ
クレンジを広くする。しかしそうすると今度は検
出回路１６のソースホロワのリニアリテイが悪化
する。
（発明が解決しようとする問題点）
このように従来の電荷転送装置においては、電
源電圧の低電圧化にともない、電荷転送素子の出
力ダイナミツク・レンジが狭くなるか、あるいは
また、出力信号を検出する検出回路のリニアリテ
イが悪化するという問題があつた。
源電圧の低電圧化にともない、電荷転送素子の出
力ダイナミツク・レンジが狭くなるか、あるいは
また、出力信号を検出する検出回路のリニアリテ
イが悪化するという問題があつた。
本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、電源電圧が低電圧化された場合において
も、出力ダイナミツク・レンジを充分に広くとる
ことができると共に良好なリニアリテイを有する
出力信号を得ることができる電荷転送装置を提供
することを目的とする。
もので、電源電圧が低電圧化された場合において
も、出力ダイナミツク・レンジを充分に広くとる
ことができると共に良好なリニアリテイを有する
出力信号を得ることができる電荷転送装置を提供
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明による電荷転送装置は、転送部の最終段
に隣接して形成され転送部により転送されてきた
信号電荷を蓄積する第１のフローテイング拡散領
域と、この第１のフローテイング拡散領域に容量
を介して接続された第２のフローテイング拡散領
域と、第１および第２のフローテイング拡散領域
にそれぞれ第１および第２の制御スイツチを介し
て接続された第１および第２のリセツト電源とを
備え、第１のフローテイング拡散領域に蓄積され
た信号電荷により生じる第２のフローテイング拡
散領域の電位変動を出力信号として検出するよう
にしたものである。
に隣接して形成され転送部により転送されてきた
信号電荷を蓄積する第１のフローテイング拡散領
域と、この第１のフローテイング拡散領域に容量
を介して接続された第２のフローテイング拡散領
域と、第１および第２のフローテイング拡散領域
にそれぞれ第１および第２の制御スイツチを介し
て接続された第１および第２のリセツト電源とを
備え、第１のフローテイング拡散領域に蓄積され
た信号電荷により生じる第２のフローテイング拡
散領域の電位変動を出力信号として検出するよう
にしたものである。
（作用）
本発明によれば以上のよいに電荷転送装置を構
成したので、第１のフローテイング拡散領域と第
２のフローテイング拡散領域をそれぞれ最適な電
圧にリセツトすることができる。
成したので、第１のフローテイング拡散領域と第
２のフローテイング拡散領域をそれぞれ最適な電
圧にリセツトすることができる。
（実施例）
本発明の第１の実施例による電荷転送装置の回
路を第１図に示す。電荷転送装置の転送部は半導
体基板上に形成された例えばｎチヤンネル型電荷
転送素子からなり、この電荷転送素子には転送電
極１，２，…，５が配列されている。
路を第１図に示す。電荷転送装置の転送部は半導
体基板上に形成された例えばｎチヤンネル型電荷
転送素子からなり、この電荷転送素子には転送電
極１，２，…，５が配列されている。
転送部の最終段である転送電極５に隣接して、
ｎ型フローテイング拡散領域６，７が設けられて
いる。これらのフローテイング拡散領域６，７は
容量C1を介して互いに接続されている。フロー
テイング拡散領域６は、リセツト・パルスφaに
よつて駆動される制御スイツチ８を介してリセツ
ト電源９接続され、フローテイング拡散領域７
は、リセツト・パルスφbによつて駆動される制
御スイツチ１０を介してリセツト電源１１に接続
されている。これらのリセツト電源９，１１はそ
れぞれリセツト電圧Vgg1，Vgg2を有している。そ
してこれらフローテイング拡散領域６，７、容量
C1、制御スイツチ８，１０およびリセツト電源
９，１１は電荷転送装置の出力回路１２を構成し
ている。
ｎ型フローテイング拡散領域６，７が設けられて
いる。これらのフローテイング拡散領域６，７は
容量C1を介して互いに接続されている。フロー
テイング拡散領域６は、リセツト・パルスφaに
よつて駆動される制御スイツチ８を介してリセツ
ト電源９接続され、フローテイング拡散領域７
は、リセツト・パルスφbによつて駆動される制
御スイツチ１０を介してリセツト電源１１に接続
されている。これらのリセツト電源９，１１はそ
れぞれリセツト電圧Vgg1，Vgg2を有している。そ
してこれらフローテイング拡散領域６，７、容量
C1、制御スイツチ８，１０およびリセツト電源
９，１１は電荷転送装置の出力回路１２を構成し
ている。
出力回路１２のフローテイング拡散領域７はド
ライブ・トランジスタ１３のゲートに接続されて
いる。このドライブ・トランジスタ１３のドレイ
ンは、電圧VDDを有する電源１４に接続され、ま
たソースは、定電流源１５を介して接地されてい
る。さらにドライブ・トランジスタ１３のソース
は出力端子VOUTに接続されている。そしてこれ
らドライブ・トランジスタ１３、電源１４および
定電流源１５からなるソースホロワは、電荷転送
装置の検出回路１６を構成している。
ライブ・トランジスタ１３のゲートに接続されて
いる。このドライブ・トランジスタ１３のドレイ
ンは、電圧VDDを有する電源１４に接続され、ま
たソースは、定電流源１５を介して接地されてい
る。さらにドライブ・トランジスタ１３のソース
は出力端子VOUTに接続されている。そしてこれ
らドライブ・トランジスタ１３、電源１４および
定電流源１５からなるソースホロワは、電荷転送
装置の検出回路１６を構成している。
次に第２図を用いて動作を説明する。
電荷転送装置の転送部において、転送電極１，
２，…４に転送パルスφ1，φ2が印加されること
により、信号電荷が順次転送されてくる。
２，…４に転送パルスφ1，φ2が印加されること
により、信号電荷が順次転送されてくる。
いま、電荷リセツト・モードにおいて、転送電
極１，２印加される転送パルスφ1は低レベルと
なり、転送電極３，４に印加される転送パルス
φ2、は高レベルとなることにより、第２図ａに
示すように転送されてきた信号電荷Qsは転送電
極４下に蓄積される。このとき転送部の最終段の
転送電極５に印加される転送パルスφ3は低レベ
ルとなり、転送部とフローテイング拡散領域６と
を遮断している。また同時にリセツト・パルス
φa，φbがそれぞれ制御スイツチ８，１０を駆動
することにより、フローテイング拡散領域６，７
はそれぞれリセツト電圧Vgg1，Vgg2にリセツトさ
れている。すなわちフローテイング拡散領域６，
７のそれぞれの電位V1，V2は、 V1＝Vgg1 V2＝Vgg2 となる。
極１，２印加される転送パルスφ1は低レベルと
なり、転送電極３，４に印加される転送パルス
φ2、は高レベルとなることにより、第２図ａに
示すように転送されてきた信号電荷Qsは転送電
極４下に蓄積される。このとき転送部の最終段の
転送電極５に印加される転送パルスφ3は低レベ
ルとなり、転送部とフローテイング拡散領域６と
を遮断している。また同時にリセツト・パルス
φa，φbがそれぞれ制御スイツチ８，１０を駆動
することにより、フローテイング拡散領域６，７
はそれぞれリセツト電圧Vgg1，Vgg2にリセツトさ
れている。すなわちフローテイング拡散領域６，
７のそれぞれの電位V1，V2は、 V1＝Vgg1 V2＝Vgg2 となる。
次いで電荷検出モードになると、リセツト・パ
ルスφa，φbがそれぞれ作動して、フローテイン
グ拡散領域６，７をそれぞれリセツト電源９，１
１から遮断する。そして転送電極５に印加される
転送パルスφ3は高レベルとなり、第２図ｂに示
すように転送電極４下に蓄積された信号電荷Qs
はフローテイング拡散領域６に転送される。この
転送された信号電荷により、フローテイング拡散
領域６は電位変化ΔV1を生じる。すなわち、フロ
ーテイング拡散領域６の電位V1は V1＝Vgg1＋ΔV1 となる。ただし ΔV1＜０ である。
ルスφa，φbがそれぞれ作動して、フローテイン
グ拡散領域６，７をそれぞれリセツト電源９，１
１から遮断する。そして転送電極５に印加される
転送パルスφ3は高レベルとなり、第２図ｂに示
すように転送電極４下に蓄積された信号電荷Qs
はフローテイング拡散領域６に転送される。この
転送された信号電荷により、フローテイング拡散
領域６は電位変化ΔV1を生じる。すなわち、フロ
ーテイング拡散領域６の電位V1は V1＝Vgg1＋ΔV1 となる。ただし ΔV1＜０ である。
このフローテイング拡散領域６における電位変
化ΔV1は、容量C1を介して、フローテイング拡
散領域７の電位変化ΔV2を生じる。この電位変化
ΔV2は、 ΔV2＝α・ΔV1 となる。ただし、係数αは容量C1およびフロー
テイング拡散領域７に生じる寄生容量によつて決
まるものである。こうして、フローテイング拡散
領域７電位V2は、 V2＝Vgg2＋ΔV2＝Vgg2＋α・ΔV1 となる。
化ΔV1は、容量C1を介して、フローテイング拡
散領域７の電位変化ΔV2を生じる。この電位変化
ΔV2は、 ΔV2＝α・ΔV1 となる。ただし、係数αは容量C1およびフロー
テイング拡散領域７に生じる寄生容量によつて決
まるものである。こうして、フローテイング拡散
領域７電位V2は、 V2＝Vgg2＋ΔV2＝Vgg2＋α・ΔV1 となる。
ここで、電位Vgg2がドライブ・トランジスタ１
３、電源１４および定電流源１５よりなるソース
ホロワの最適な動作点に設定されることによつ
て、ソースホロワのリニアリテイの良い状態にお
いて検出回路１６はフローテイング拡散領域７の
電位変化ΔV2（＝α・ΔV1）を出力信号として検
出する。
３、電源１４および定電流源１５よりなるソース
ホロワの最適な動作点に設定されることによつ
て、ソースホロワのリニアリテイの良い状態にお
いて検出回路１６はフローテイング拡散領域７の
電位変化ΔV2（＝α・ΔV1）を出力信号として検
出する。
このように本実施例によれば、２つのフローテ
イング拡散領域６，７を設けることにより、フロ
ーテイング拡散領域６ダイナミツクレンジが充分
に広くなるようにフローテイング拡散領域６のリ
セツト電圧Vgg1を昇圧して設定し、また他方、検
出回路１６のソースホロワがリニアリテイの良好
な最適動作点で動作するようにフローテイング拡
散領域７のリセツト電圧Vgg2を設定することがで
きる。このため、電荷転送装置の電源電圧が低電
圧化される場合、２つのリセツト電圧Vgg1，Vgg2
が Vgg1＞Vgg2 なる関係において、それぞれ適切な値に設定され
ることにより、フローテイング拡散領域６の充分
に広いダイナミツク・レンジを得ると共に、検出
回路１６のソースホロワの良好なリニアリテイも
得ることができる。また電荷転送装置の電源電圧
が特には低電圧化されない場合、２つのリセツト
電圧Vgg1，Vgg2は Vgg1＝Vgg2 となるように設定されればよい。
イング拡散領域６，７を設けることにより、フロ
ーテイング拡散領域６ダイナミツクレンジが充分
に広くなるようにフローテイング拡散領域６のリ
セツト電圧Vgg1を昇圧して設定し、また他方、検
出回路１６のソースホロワがリニアリテイの良好
な最適動作点で動作するようにフローテイング拡
散領域７のリセツト電圧Vgg2を設定することがで
きる。このため、電荷転送装置の電源電圧が低電
圧化される場合、２つのリセツト電圧Vgg1，Vgg2
が Vgg1＞Vgg2 なる関係において、それぞれ適切な値に設定され
ることにより、フローテイング拡散領域６の充分
に広いダイナミツク・レンジを得ると共に、検出
回路１６のソースホロワの良好なリニアリテイも
得ることができる。また電荷転送装置の電源電圧
が特には低電圧化されない場合、２つのリセツト
電圧Vgg1，Vgg2は Vgg1＝Vgg2 となるように設定されればよい。
次に本発明の第２の実施例による電荷転送装置
を第３図に示す。本実施例は上記第１の実施例に
おける制御スイツチ８，１０として、それぞれフ
ローテイング拡散領域６，７とゲートを介して接
続する不純物領域から構成されるMOS（Metal
Oxide Semiconductor）トランジスタを用いた
ものである。
を第３図に示す。本実施例は上記第１の実施例に
おける制御スイツチ８，１０として、それぞれフ
ローテイング拡散領域６，７とゲートを介して接
続する不純物領域から構成されるMOS（Metal
Oxide Semiconductor）トランジスタを用いた
ものである。
ｎチヤンネル型電荷転送素子からなる転送部に
は、転送電極１，２，…，５が配列されている。
この転送部の最終段の転送電極５に隣接して、ｎ
型フローテイング拡散領域６，７が設けられてい
る。これらのフローテイング拡散領域６，７は容
量C1を介して互いに接続されると共に、それぞ
れ寄生容量C2，C3を有している。またフローテ
イング拡散領域６，７に隣接しそれぞれゲート電
極１７，１８を介して設けられたｎ型不純物領域
１９，２０は、それぞれリセツト電源９，１１に
接続されている。これらのリセツト電源９，１１
はそれぞれリセツト電圧Vgg1，Vgg2を有してい
る。またさらにフローテイング拡散領域７は検出
回路１６に接続されている。
は、転送電極１，２，…，５が配列されている。
この転送部の最終段の転送電極５に隣接して、ｎ
型フローテイング拡散領域６，７が設けられてい
る。これらのフローテイング拡散領域６，７は容
量C1を介して互いに接続されると共に、それぞ
れ寄生容量C2，C3を有している。またフローテ
イング拡散領域６，７に隣接しそれぞれゲート電
極１７，１８を介して設けられたｎ型不純物領域
１９，２０は、それぞれリセツト電源９，１１に
接続されている。これらのリセツト電源９，１１
はそれぞれリセツト電圧Vgg1，Vgg2を有してい
る。またさらにフローテイング拡散領域７は検出
回路１６に接続されている。
次に動作を第４図および第５図を用いて説明す
る。第４図は第３図に示された電荷転送装置のポ
テンシヤル・プロフアイルを示す図であり、また
第５図は転送パルスφ1，φ2およびリセツト・パ
ルスφa，φbのパルス・タイミングを示す図であ
る。信号電荷は、電荷転送素子に配列された転送
電極１，２，…，４に第５図に示されるような転
送パルスφ1，φ2が印加されることにより、転送
部を順次転送されてくる。
る。第４図は第３図に示された電荷転送装置のポ
テンシヤル・プロフアイルを示す図であり、また
第５図は転送パルスφ1，φ2およびリセツト・パ
ルスφa，φbのパルス・タイミングを示す図であ
る。信号電荷は、電荷転送素子に配列された転送
電極１，２，…，４に第５図に示されるような転
送パルスφ1，φ2が印加されることにより、転送
部を順次転送されてくる。
いま電荷リセツト・モードにおいて、第５図に
示されるパルス・タイミングにおいて、ゲート電
極１７，１８にそれぞれ印加されるリセツト・パ
ルスφa，φbは共に高レベル（電圧VDD）であり、
また転送電極１，２に印加される転送パルスφ1
は低レベル（電圧０）、転送電極３，４に印加さ
れる転送パルスφ2は高レベル（電圧VDD）であ
る。このためフローテイング拡散領域６，７は、
第４図ａに示されるように、それぞれリセツト電
源９，１１に接続されているｎ型不純物領域１
９，２０と導通状態となり、それぞれリセツト電
圧Vgg1，Vgg2にリセツトされる。また転送されて
きた信号電荷Qsは、第４図ａに示されるように、
転送電極４の下に蓄積されている。この信号電荷
Qsとフローテイング拡散領域６とは、転送部の
最終段の転送電極５に低レベルの転送パルスφ3
が印加されることにより、遮断されている。
示されるパルス・タイミングにおいて、ゲート電
極１７，１８にそれぞれ印加されるリセツト・パ
ルスφa，φbは共に高レベル（電圧VDD）であり、
また転送電極１，２に印加される転送パルスφ1
は低レベル（電圧０）、転送電極３，４に印加さ
れる転送パルスφ2は高レベル（電圧VDD）であ
る。このためフローテイング拡散領域６，７は、
第４図ａに示されるように、それぞれリセツト電
源９，１１に接続されているｎ型不純物領域１
９，２０と導通状態となり、それぞれリセツト電
圧Vgg1，Vgg2にリセツトされる。また転送されて
きた信号電荷Qsは、第４図ａに示されるように、
転送電極４の下に蓄積されている。この信号電荷
Qsとフローテイング拡散領域６とは、転送部の
最終段の転送電極５に低レベルの転送パルスφ3
が印加されることにより、遮断されている。
次いで電荷検出モードになると、第４図に示さ
れるパルス・タイミングにおいて、リセツト・パ
ルスφa，φbは共に低レベル（電圧０）になり、
また転送パルスφ1は高レベル（電圧VDD）に、転
送パルスφ2は低レベル（電圧０）になる、この
ためフローテイング拡散領域６，７は、第４図ｂ
に示されるように、それぞれｎ型不純物領域１
９，２０と遮断されて、フローテイング状態とな
る。またこのとき転送電極４下に蓄積された信号
電荷Qsは、転送電極５に高レベルの転送パルス
φ3が印加されることにより、第４図ｂに示され
るように、フローテイング拡散領域６に転送され
る。この転送された信号電荷Qsにより電位変化
ΔV1が生じて、フローテイング拡散領域６の電位
V1は V1＝Vgg1 から V1＝Vgg1＋ΔV1 に変化する。ただし ΔV1＜０ である。
れるパルス・タイミングにおいて、リセツト・パ
ルスφa，φbは共に低レベル（電圧０）になり、
また転送パルスφ1は高レベル（電圧VDD）に、転
送パルスφ2は低レベル（電圧０）になる、この
ためフローテイング拡散領域６，７は、第４図ｂ
に示されるように、それぞれｎ型不純物領域１
９，２０と遮断されて、フローテイング状態とな
る。またこのとき転送電極４下に蓄積された信号
電荷Qsは、転送電極５に高レベルの転送パルス
φ3が印加されることにより、第４図ｂに示され
るように、フローテイング拡散領域６に転送され
る。この転送された信号電荷Qsにより電位変化
ΔV1が生じて、フローテイング拡散領域６の電位
V1は V1＝Vgg1 から V1＝Vgg1＋ΔV1 に変化する。ただし ΔV1＜０ である。
このフローテイング拡散領域６の電位変化ΔV1
は、容量C1および寄生容量C3によつてフローテ
イング拡散領域７に電位変化ΔV2を生じる。この
電位変化ΔV2は ΔV2＝C1／C1＋C3・ΔV1 となる。こうしてフローテイング拡散領域７の電
位V2は V2＝Vgg2 から V2＝Vgg2＋ΔV2＝Vgg2＋C1／C1＋C3・ΔV1 に変化する。そして、このフローテイング拡散領
域７の電位変化ΔV2（＝C1／C1＋C3・ΔV1）を、検 出回路１６によつて、出力信号として検出する。
は、容量C1および寄生容量C3によつてフローテ
イング拡散領域７に電位変化ΔV2を生じる。この
電位変化ΔV2は ΔV2＝C1／C1＋C3・ΔV1 となる。こうしてフローテイング拡散領域７の電
位V2は V2＝Vgg2 から V2＝Vgg2＋ΔV2＝Vgg2＋C1／C1＋C3・ΔV1 に変化する。そして、このフローテイング拡散領
域７の電位変化ΔV2（＝C1／C1＋C3・ΔV1）を、検 出回路１６によつて、出力信号として検出する。
またこの出力方式による電荷転送装置のゲイン
G1は、入力電圧変化分をΔVi、フローテイング拡
散領域７の出力電圧変化をΔV2、電荷転送装置の
入力容量をCioとすると、 G1＝ΔV2／ΔVi＝C1／C1＋C3・ΔV1／ΔVi＝Cio／C2＋C
3＋C2C3／C1 となる。この式から明らかなように、結合容量
C1を大きくし、寄生容量C3を小さくすることに
より、ゲインG1の値は、従来方式の電荷転送装
置のゲインG2すなわち G2＝Cio／C2 に近い値にすることが可能である。
G1は、入力電圧変化分をΔVi、フローテイング拡
散領域７の出力電圧変化をΔV2、電荷転送装置の
入力容量をCioとすると、 G1＝ΔV2／ΔVi＝C1／C1＋C3・ΔV1／ΔVi＝Cio／C2＋C
3＋C2C3／C1 となる。この式から明らかなように、結合容量
C1を大きくし、寄生容量C3を小さくすることに
より、ゲインG1の値は、従来方式の電荷転送装
置のゲインG2すなわち G2＝Cio／C2 に近い値にすることが可能である。
このように本実施例によれば、従来の電荷転送
装置の出力回路に、１つのトランジスタと１つの
容量とを新たに付加するだけで、電源電圧の低電
圧化においても、フローテイング拡散領域６の充
分に広いダイナミツク・レンジと共に、検出回路
１６のソースホロワの良好なリニアリテイも得る
ことができる。
装置の出力回路に、１つのトランジスタと１つの
容量とを新たに付加するだけで、電源電圧の低電
圧化においても、フローテイング拡散領域６の充
分に広いダイナミツク・レンジと共に、検出回路
１６のソースホロワの良好なリニアリテイも得る
ことができる。
なお上記第２の実施例において、フローテイン
グ拡散領域６，７にそれぞれ隣接してゲート電極
１７，１８およびｎ型不純物領域１９，２０が設
けられているが、フローテイング拡散領域６，７
に隣接しない位置にそれぞれMOSトランジスタ
を設け、制御スイツチの役割を果してもよい。
グ拡散領域６，７にそれぞれ隣接してゲート電極
１７，１８およびｎ型不純物領域１９，２０が設
けられているが、フローテイング拡散領域６，７
に隣接しない位置にそれぞれMOSトランジスタ
を設け、制御スイツチの役割を果してもよい。
また上記第２の実施例において、リセツト・パ
ルスφa，φbは互いに同一のパルスとしているが、
必ずしも同一である必要はない。
ルスφa，φbは互いに同一のパルスとしているが、
必ずしも同一である必要はない。
さらにまた上記第１および第２の実施例におい
て、ｎチヤンネル型電荷転送素子を用いたが、ｐ
チヤンネル型電荷転送素子を用いてもよい。その
場合、フローテイング拡散領域６，７の不純物導
電型をｐ型にし、電位極性を逆にする。
て、ｎチヤンネル型電荷転送素子を用いたが、ｐ
チヤンネル型電荷転送素子を用いてもよい。その
場合、フローテイング拡散領域６，７の不純物導
電型をｐ型にし、電位極性を逆にする。
以上の通り、本発明によれば電荷転送装置の電
源電圧が低電圧化された場合においても、出力ダ
イナミツク・レンジを充分に広くとることができ
ると共に、出力信号の検出回路を良好なリニアリ
テイにおいて動作させることができる。
源電圧が低電圧化された場合においても、出力ダ
イナミツク・レンジを充分に広くとることができ
ると共に、出力信号の検出回路を良好なリニアリ
テイにおいて動作させることができる。
第１図は本発明の第１の実施例による電荷転送
装置を示す回路図、第２図は同電荷転送装置を説
明するためのポテンシヤル・プロフアイルを示す
図、第３図は本発明の第２の実施例による電荷転
送装置を示す回路図、第４図は同電荷転送装置を
説明するためのポテンシヤル・プロフアイルを示
す図、第５図は同電荷転送装置を説明するための
パルス・タイミングを示すタイムチヤート、第６
図は従来の電荷転送装置を示す回路図、第７図は
従来の電荷転送装置を説明するためのポテンシヤ
ル・プロフアイルを示す図である。 １，２，…，５……転送電極、６，７，２１…
…フローテイング拡散領域、８，１０……制御ス
イツチ、９，１１，２４……リセツト電源、１２
……出力回路、１３…ドライブ・トランジスタ、
１４……電源、１５……定電流源、１６……検出
回路、１７，１８，２２……ゲート電極、１９，
２０，２３……不純物領域、φ1，φ2，φ3，φa，
φb……パルス、C1，C2，C3，C0……容量、Vgg1，
Vgg2，Vgg……リセツト電圧、VDD……電源電圧、
Qs……信号電荷。
装置を示す回路図、第２図は同電荷転送装置を説
明するためのポテンシヤル・プロフアイルを示す
図、第３図は本発明の第２の実施例による電荷転
送装置を示す回路図、第４図は同電荷転送装置を
説明するためのポテンシヤル・プロフアイルを示
す図、第５図は同電荷転送装置を説明するための
パルス・タイミングを示すタイムチヤート、第６
図は従来の電荷転送装置を示す回路図、第７図は
従来の電荷転送装置を説明するためのポテンシヤ
ル・プロフアイルを示す図である。 １，２，…，５……転送電極、６，７，２１…
…フローテイング拡散領域、８，１０……制御ス
イツチ、９，１１，２４……リセツト電源、１２
……出力回路、１３…ドライブ・トランジスタ、
１４……電源、１５……定電流源、１６……検出
回路、１７，１８，２２……ゲート電極、１９，
２０，２３……不純物領域、φ1，φ2，φ3，φa，
φb……パルス、C1，C2，C3，C0……容量、Vgg1，
Vgg2，Vgg……リセツト電圧、VDD……電源電圧、
Qs……信号電荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電荷転送素子により信号電荷を転送する転送
部と、 この転送部の電荷転送素子の最終段に隣接して
形成され、前記転送部により転送されてきた信号
電荷を蓄積する第１のフローテイング拡散領域
と、 第１のリセツト・パルスによつて駆動される第
１の制御スイツチと、 前記第１のフローテイング拡散領域に前記第１
の制御スイツチを介して接続された第１のリセツ
ト電源と、 前記第１のフローテイング拡散領域に容量を介
して接続された第２のフローテイング拡散領域
と、第２のリセツト・パルスによつて駆動される
第２の制御スイツチと、 前記第２のフローテイング拡散領域に前記第２
の制御スイツチを介して接続された第２のリセツ
ト電源と、 前記第２のフローテイング拡散領域に接続さ
れ、前記第２のフローテイング拡散領域の電位変
化を出力信号として検出する検出回路と を備え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、 前記第１のリセツト・パルスと前記第２のリセ
ツト・パルスとが同一のパルスであることを特徴
とする電荷転送装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の装
置において、 前記第１のリセツト電源の電位レベルが前記第
２のリセツト電源の電位レベルより高いことを特
徴とする電荷転送装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61073457A JPS62230052A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 電荷転送装置 |
| US07/031,459 US4809307A (en) | 1986-03-31 | 1987-03-30 | Charge transfer device capacitor coupled output |
| KR1019870003027A KR910003273B1 (ko) | 1986-03-31 | 1987-03-31 | 전하전송장치 |
| DE8787104705T DE3773969D1 (de) | 1986-03-31 | 1987-03-31 | Ladungstransfer-einrichtung. |
| EP87104705A EP0239978B1 (en) | 1986-03-31 | 1987-03-31 | Charge transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61073457A JPS62230052A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230052A JPS62230052A (ja) | 1987-10-08 |
| JPH043104B2 true JPH043104B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=13518792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61073457A Granted JPS62230052A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 電荷転送装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4809307A (ja) |
| EP (1) | EP0239978B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62230052A (ja) |
| KR (1) | KR910003273B1 (ja) |
| DE (1) | DE3773969D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4984256A (en) * | 1987-02-13 | 1991-01-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Charge transfer device with booster circuit |
| US5142346A (en) * | 1987-04-03 | 1992-08-25 | Texas Instruments Incorporated | Floating gate JFET image sensor |
| DE3852320T2 (de) * | 1987-05-21 | 1995-04-06 | Toshiba Kawasaki Kk | Ladungsübertragungsanordnung. |
| JP2672507B2 (ja) * | 1987-05-21 | 1997-11-05 | 株式会社東芝 | 電荷転送素子 |
| NL8701528A (nl) * | 1987-06-30 | 1989-01-16 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voozien van een ladingsoverdrachtinrichting. |
| GB9008915D0 (en) * | 1990-04-20 | 1990-06-20 | Bedford Timothy J | Controlling exhaust emissions in lpg engines |
| JP3057810B2 (ja) * | 1991-06-07 | 2000-07-04 | 日本電気株式会社 | 電荷検出装置 |
| US5600696A (en) * | 1995-10-11 | 1997-02-04 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Dual-gain floating diffusion output amplifier |
| JP2003234961A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-22 | Sharp Corp | 固体撮像素子 |
| US20070035649A1 (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-15 | Micron Technology, Inc. | Image pixel reset through dual conversion gain gate |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2430694A1 (fr) * | 1978-07-04 | 1980-02-01 | Thomson Csf | Dispositif de lecture d'une quantite de charges electriques, et filtre a transfert de charges muni d'un tel dispositif |
| US4631739A (en) * | 1984-11-28 | 1986-12-23 | Xerox Corporation | High dynamic range charge amplifier |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61073457A patent/JPS62230052A/ja active Granted
-
1987
- 1987-03-30 US US07/031,459 patent/US4809307A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-31 EP EP87104705A patent/EP0239978B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-31 KR KR1019870003027A patent/KR910003273B1/ko not_active Expired
- 1987-03-31 DE DE8787104705T patent/DE3773969D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910003273B1 (ko) | 1991-05-25 |
| DE3773969D1 (de) | 1991-11-28 |
| US4809307A (en) | 1989-02-28 |
| EP0239978A3 (en) | 1989-10-25 |
| EP0239978B1 (en) | 1991-10-23 |
| KR870009589A (ko) | 1987-10-27 |
| EP0239978A2 (en) | 1987-10-07 |
| JPS62230052A (ja) | 1987-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |