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JPS599996B2 - Driving method for semiconductor devices - Google Patents
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JPS599996B2 - Driving method for semiconductor devices - Google Patents

Driving method for semiconductor devices

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Publication number
JPS599996B2
JPS599996B2 JP50070438A JP7043875A JPS599996B2 JP S599996 B2 JPS599996 B2 JP S599996B2 JP 50070438 A JP50070438 A JP 50070438A JP 7043875 A JP7043875 A JP 7043875A JP S599996 B2 JPS599996 B2 JP S599996B2
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JP
Japan
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pulse
charge
electrode
same
time
Prior art date
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JP50070438A
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Japanese (ja)
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紘 谷川
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/28Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using semiconductor elements
    • G11C19/282Digital 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]
    • G11C19/285Peripheral 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)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷転送素子の駆動法に関するものであり、そ
の目的とするところは、該素子駆動のための周辺回路の
簡略化にある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for driving a charge transfer device, and its purpose is to simplify peripheral circuitry for driving the device.

近年、半導体集積回路技術の急速な発達を基礎として、
熱非平衡状態のキャリアを外部信号により半導体基板内
を自由に移動させることが可能な電荷転送素子が提案さ
れ、実用化研究がなされてきた。該素子は大別して、電
荷結合素子(CCD)とバケツリレー素子(BBD)と
に分かれ、シフトレジスタ、撮像素子としての応用が期
待されている。しかるに、当該素子を駆動するには、ク
ロックパルス群、電荷注入のたゆの入力サンプリングパ
ルス、電荷検出部におけるホールド回路のためのリセッ
トパルス等、各種のパルスが必要であり、周辺回路が複
雑となる。本発明は、かかる周辺回路の繁雑さを軽減す
るための新しい駆動法を提供するものである。
In recent years, based on the rapid development of semiconductor integrated circuit technology,
A charge transfer device that allows carriers in a thermally non-equilibrium state to freely move within a semiconductor substrate using an external signal has been proposed, and research has been conducted to put it into practical use. These devices are broadly classified into charge-coupled devices (CCDs) and bucket brigade devices (BBDs), and are expected to be used as shift registers and imaging devices. However, in order to drive the device, various pulses are required, including a group of clock pulses, an input sampling pulse for charge injection, and a reset pulse for the hold circuit in the charge detection section, making the peripheral circuit complicated. Become. The present invention provides a new driving method for reducing the complexity of such peripheral circuits.

本発明は、前記入力サンプリングパルスと前記リセット
パルスとの位相とパルス幅とを同一にすることにより達
成され、位相設定とパルス幅設定のための回路を簡略化
できる利点がある。次に、図面を参照して、本発明を詳
細に説明する。なお、説明に際しては、二相駆動型電荷
結合素子を用いるが、本発明はかかる素子以外にも、単
相〜四相駆動型素子、あるいはバケツリレー型素子にも
何ら変更なく適要され得ることは、本明細書の記載より
明らかである。第1図は従来の二相駆動型電荷結合素子
の動作を説明する図である。
The present invention is achieved by making the input sampling pulse and the reset pulse the same in phase and pulse width, and has the advantage that the circuits for phase setting and pulse width setting can be simplified. Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. Although the description uses a two-phase drive type charge-coupled device, the present invention can be applied to single-phase to four-phase drive type devices or bucket brigade type devices without any modification. is clear from the description in this specification. FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of a conventional two-phase drive type charge coupled device.

同図において、1は当該素子、2は電荷注入源として作
用する半導体基板とは導電型を異にする拡散層、3は2
に接続された配線、4は電荷注入量を制御する入力ゲー
ト電極、5は4に接続された配線、6、7は一組の配線
8、9に接続される転送電極群、10は9に接続された
最終転送電極、11は出力ゲート電極、12は11に接
続された配線、13は半導体基板と導電型を異にする電
荷検出のための浮動拡散層、14は13を周期的にリセ
ットするためのリセット電極、15は14に接続された
配線、16は13と同様の拡散層であり、配線17に接
続されている。また、該浮動拡散層13は、同一基板上
に設けられたソースフォロアFET1、Bのゲート八接
続される手段を有し、該素子1からの出力信・ 号はソ
ース抵抗19両端の電位として検出される。かかる構造
の電荷結合素子の動作の詳細は、当該分野の技術者には
周知であるので、アナログシフトレジスタとしての簡単
な説明を行なう。
In the figure, 1 is the device, 2 is a diffusion layer having a different conductivity type from the semiconductor substrate that acts as a charge injection source, and 3 is 2
4 is an input gate electrode that controls the amount of charge injection; 5 is a wiring connected to 4; 6 and 7 are a group of transfer electrodes connected to a set of wirings 8 and 9; 10 is a group of transfer electrodes connected to 9; The connected final transfer electrode, 11 is an output gate electrode, 12 is a wiring connected to 11, 13 is a floating diffusion layer for charge detection that has a conductivity type different from that of the semiconductor substrate, and 14 periodically resets 13. 15 is a wiring connected to 14, and 16 is a diffusion layer similar to 13, which is connected to wiring 17. Furthermore, the floating diffusion layer 13 has a means for connecting the gates of source follower FETs 1 and B provided on the same substrate, and the output signal from the element 1 is detected as a potential across the source resistor 19. be done. The details of the operation of such a structured charge-coupled device are well known to those skilled in the art, so a brief explanation will be provided as an analog shift register.

第2図は第1図に示した素子を駆動するための各部波形
を示す図であり、Nチヤネル型素子について図示されて
いる。同図において、28,29,23,25はそれぞ
れ8,9,3,15に印加されるパルス波形であり、2
9は19の両端に現われる出力信号波形である。第2図
に示した時刻T。では、パルス28は正電圧となるので
、配線8に接続された電極6下の基板表面には深い電位
の井戸が形成される。一方、入力ゲート電極4へは配線
5を介して、アナログシフトレジスタへの入力電気信号
即ち被遅延信号が印加されているので、該電極4下の基
板表面電位は該信号に応じて決定される。さらに、電荷
注入源拡散層2は正方向の逆バイアス電圧が印加されて
いるので、前記電位の井戸への電荷注入は行なわれない
。次に時刻t[では、該逆バイアス電田が浅くなるので
、当該電荷注入が行なわれる。かかる注入は時刻T,で
の23,28および入力ゲート電極4への信号電圧によ
り決定される。即ち、注入電荷量は入力ゲート電極下の
チヤネルコンダクタンスにより制岬されることが知られ
ている。時刻t1後では、2が再び大きく逆バイアスさ
れるので、該コンダクタンスが0となつて電荷注入が行
なわれなくなる。即ち、被遅延信号はパルス23により
サンプリングされることになる。次に時刻T2では、配
線8,9への印加電圧が逆転するので、時刻T,におい
て注入され、電極6下に局在した電荷は、電極7下へ転
送される。
FIG. 2 is a diagram showing waveforms of various parts for driving the element shown in FIG. 1, and is illustrated for an N-channel type element. In the figure, 28, 29, 23, and 25 are pulse waveforms applied to 8, 9, 3, and 15, respectively;
9 is an output signal waveform appearing at both ends of 19. Time T shown in FIG. In this case, since the pulse 28 becomes a positive voltage, a deep potential well is formed on the substrate surface below the electrode 6 connected to the wiring 8. On the other hand, since the input electric signal to the analog shift register, that is, the delayed signal, is applied to the input gate electrode 4 via the wiring 5, the substrate surface potential under the electrode 4 is determined according to the signal. . Furthermore, since a positive reverse bias voltage is applied to the charge injection source diffusion layer 2, no charge is injected into the well at the potential. Next, at time t[, the reverse bias electric field becomes shallow, so the charge injection is performed. Such injection is determined by the signal voltage to 23, 28 and input gate electrode 4 at time T,. That is, it is known that the amount of charge injected is limited by the channel conductance under the input gate electrode. After time t1, 2 is again strongly reverse biased, so the conductance becomes 0 and charge injection is no longer performed. That is, the delayed signal will be sampled by pulse 23. Next, at time T2, the voltages applied to the wirings 8 and 9 are reversed, so the charge injected at time T and localized under electrode 6 is transferred to under electrode 7.

なお当然のことながら、二相駆動を実現するため ,′
に電極6および7下には電位の方向性がつけられている
必要がある。かかる方向性は種々の方法により達成され
ることが公知であり、さらに、本発明には本質的に関係
しないので、図示されていない。前記注入電荷は周知の
如く、二相パルスを供 こ給することにより、図1に示
した素子内部を順次右方向へ転送される。次に電荷検出
機構について説明する。時刻T,では、転送された電荷
は、配線9に接続された最終転送電極10下の電位の井
戸に局在する。かかるクロツクパルスの位相関係 4時
の時刻T,では、25に示すりセツトパルスが、配線1
5を介して、りセツト電極14に印加される。該電極1
4には、絶縁膜を介して端部を重複する拡散層16が設
けられており、当該16は配線17を介して、外部の逆
バイアス直流電源に接続されている。このため、浮動拡
散層13は、16をドレイン、14をゲート、13をソ
ースとするMOSFETの一部を構成するので、該13
の電位は16への供給電圧と等しくなるまで充電される
。時刻T,直後には、25のパルスが0ボルトに復帰す
るので、りセツト電極14下のチヤネルが消滅し、ソー
ス13は外部回路と電気的に絶縁される0次に時刻T4
では、29のパルスがOボルトになりt前記電極10下
の電位の井戸が浅くなり、直流バイアスされた出力ゲー
ト電極11下を通つて、電荷が13へ流入する。該13
に付随する静電容量の電圧依存性が十分に小さい場合に
は、ソース13の電位変化は該流入電荷量に比例し、か
つ、ホールド機能を有する。18のMOSFETは適切
な動作条件下では、該FETのゲート電圧、即、13の
電位と、ソース電圧、即ち、19の端子電圧とは正比例
するので、ソース13の電位変化と相似な出力電圧波形
29が得られることになる。
Of course, in order to realize two-phase drive,
It is necessary that the potential under the electrodes 6 and 7 be directional. Such orientation is not shown, as it is known to be achieved in various ways and is not essentially relevant to the present invention. As is well known, the injected charge is sequentially transferred to the right inside the device shown in FIG. 1 by supplying a two-phase pulse. Next, the charge detection mechanism will be explained. At time T, the transferred charges are localized in the potential well below the final transfer electrode 10 connected to the wiring 9. Phase relationship of such clock pulses At time T, 4 o'clock, the reset pulse shown at 25 is connected to wiring 1.
5 to the reset electrode 14. The electrode 1
4 is provided with a diffusion layer 16 whose ends overlap with each other via an insulating film, and the diffusion layer 16 is connected to an external reverse bias DC power source via a wiring 17. Therefore, the floating diffusion layer 13 constitutes a part of a MOSFET in which 16 is a drain, 14 is a gate, and 13 is a source.
is charged until its potential is equal to the supply voltage to 16. Immediately after time T, the pulse 25 returns to 0 volts, so the channel under the reset electrode 14 disappears, and the source 13 is electrically isolated from the external circuit at time T4.
Then, the pulse 29 becomes O volts, the potential well under the electrode 10 becomes shallow, and charges flow into the electrode 13 through the DC biased output gate electrode 11. Part 13
If the voltage dependence of the capacitance associated with is sufficiently small, the potential change of the source 13 is proportional to the amount of inflowing charge and has a hold function. Under appropriate operating conditions, MOSFET 18 has an output voltage waveform similar to the potential change of source 13 because the gate voltage of the FET, that is, the potential of 13, and the source voltage, that is, the terminal voltage of 19, are directly proportional. 29 will be obtained.

かかるアナログシフトレジスタ即遅延回路の動作におい
ては、駆動パルス群として、二組の転送パルス群と入力
サンプリングパルスおよびりセツトパルスが不可欠であ
る。特に、入力サンプリングパルスとりセツトパルスの
位相とパルス幅とを個個に変化させていた従来の1駆動
方法では、合計四つの時定数発生回路を必要とし、さら
に、クロツクパルスの周期を変化させて遅延時間を変化
させるような可変遅延線への応用の場合には、かかる時
定数発生回路を該周期に応じて制御する必要が生じ周辺
回路が複雑になる。これに対して本発明によれば、かか
る時定数回路を半減することが可能であり、周辺回路の
簡略化が可能である。第3図は本発明の一実施例を示す
図で、図1に示した素子を駆動するための各部パルス波
形を示している。同図において、図2と同一番号は同一
物を示している。同図において、25′はりセツト電極
15へのりセツトパルスを示しており、サンプリングパ
ルス23とは同位相、同一パルス幅で、極性のみ反転し
ていることに特徴がある。かかるりセツトパルスとサン
プリングパルスとが28の正電圧の期間内の時刻T。で
発生するならば、前述したりセツト機能とサンプリング
機能とは何ら支障なく達成されることは明らかである。
当該動作時における出力信号波形は29′で示されてい
る。即ち、出力信号は29のパルスがOボルトになる時
刻t1からT。までの期間ホールドされることになる。
しかるに、該ホールド期間が、りセツトパルス周期と比
して小さいときには、高い周波数の被遅延信号に対する
出力信号のレスボンスの劣化は少ないものの、出力信号
中に含まれる遅延信号のエネルギは小さくなり、S/N
が劣化する欠点がある。第4図は、かかる欠点を排除す
ることを目的とした、本発明の好ましい他の一実施例を
示す図である。同図において、第1図と同一番号は同一
構成要素を示している。同図において、出力ゲート電極
11に隣接する最終転送電極10′は配線8に接続され
ている。第5図は第4図の素子を,駆動する各部パルス
波形を示す図であり、第2図と同一番号は同一構成要素
を示し、35,33はそれぞれ、配線15,3へ印加さ
れるりセツトパルス、サンプリングパルスであり、39
は19両端に得られる出力信号波形である。第4図に示
した素子構造例では、第1図の従来構造と異なり、転送
電極の相が入出力端で同一となつている。かかる構造例
では、39の出力信号波形で示したように、パルス28
の立下り時刻、即ち、電荷の浮動拡散層13への流入時
刻t1と、りセツトパルス印加時刻T。間の期間を、ク
ロツクパルスの半周期以上に設定できるため、出力信号
中に含まれる遅延信号のエネルギは大きくなり、S/N
が劣化しない利点がある。第3図、第5図に波形を示し
た素子駆動例では、いずれも入力ゲート電極4に被遅延
信号を印加し、拡散層2へサンプリングパルスを印加す
る場合が示された。しかるに、入力ゲート電極4にサン
プリングパルスを印加し、拡散層2へ被遅延信号を印加
する駆動法も可能である。かかる駆動法においては、サ
ンプリングパルスは第3図、第5図の場合と異なり、り
セツトパルスと同一極性となるため、パルス増幅用のク
ロツクドライバ一が共有できることになる。当該駆動法
においては、従来方法と比較して時定数発生回路の減少
と共に、クロツクドライバ一の台数をも減少させ得るの
で本発明の利点力叶分に発揮される。次に、第1図〜第
5図に示した電荷注入法に比して、より優れた注入特性
を有する駆動法に本発明を適用した一実施例を示す。か
かる電荷注入法は、ポテンシヤルイクイリブレーシヨン
法(POtentialequilibratiOn!
NethOd)と呼ばれており、入力ゲート直下のチヤ
ネルコンダクタンスの大小で注入量を制御するのではな
く、入力ゲート直下の障壁高さで制御することに特徴が
ある。第6図〜第8図は本発明の一実施例を説明する図
であり、第1図〜第5図と同一番号は同一構成要素を示
している。第6図において、40は入力ゲート電極4と
第一の転送電極6との中間に配置された電極であり、配
線41を介して外部直流バイアス電源に接続されている
In the operation of such an analog shift register immediate delay circuit, two sets of transfer pulses, an input sampling pulse, and a reset pulse are essential as drive pulse groups. In particular, the conventional single drive method, in which the phase and pulse width of the input sampling pulse and set pulse were individually varied, required a total of four time constant generation circuits, and furthermore, the period of the clock pulse was varied to increase the delay time. In the case of application to a variable delay line that changes the time constant, it becomes necessary to control such a time constant generating circuit according to the period, and the peripheral circuit becomes complicated. On the other hand, according to the present invention, it is possible to reduce the number of such time constant circuits by half, and it is possible to simplify peripheral circuits. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and shows pulse waveforms of various parts for driving the element shown in FIG. 1. In the figure, the same numbers as in FIG. 2 indicate the same parts. In the same figure, 25' shows the reset pulse applied to the reset electrode 15, which is characterized by having the same phase and the same pulse width as the sampling pulse 23, but only the polarity is reversed. The resetting pulse and the sampling pulse are at a time T within a period of 28 positive voltages. If this occurs, it is clear that the aforementioned set function and sampling function can be achieved without any problem.
The output signal waveform during this operation is indicated by 29'. That is, the output signal changes from time t1 when pulse 29 becomes O volts to T. It will be held for a period of time.
However, when the hold period is smaller than the reset pulse period, although the response of the output signal to the delayed signal of high frequency is less degraded, the energy of the delayed signal contained in the output signal becomes small, and the S/ N
The disadvantage is that it deteriorates. FIG. 4 shows another preferred embodiment of the present invention, which aims to eliminate such drawbacks. In this figure, the same numbers as in FIG. 1 indicate the same components. In the figure, the final transfer electrode 10' adjacent to the output gate electrode 11 is connected to the wiring 8. FIG. 5 is a diagram showing pulse waveforms for each part driving the element in FIG. 4. The same numbers as in FIG. , is the sampling pulse, and 39
is the output signal waveform obtained at both ends of 19. In the element structure example shown in FIG. 4, unlike the conventional structure shown in FIG. 1, the phases of the transfer electrodes are the same at the input and output ends. In such an example structure, as shown in the output signal waveform at 39, the pulse 28
fall time, that is, the time t1 when the charge flows into the floating diffusion layer 13, and the reset pulse application time T. Since the period in between can be set to more than half a period of the clock pulse, the energy of the delayed signal included in the output signal increases, and the S/N
It has the advantage that it does not deteriorate. In the element driving examples whose waveforms are shown in FIGS. 3 and 5, cases are shown in which a delayed signal is applied to the input gate electrode 4 and a sampling pulse is applied to the diffusion layer 2. However, a driving method in which a sampling pulse is applied to the input gate electrode 4 and a delayed signal is applied to the diffusion layer 2 is also possible. In this driving method, unlike the cases shown in FIGS. 3 and 5, the sampling pulse has the same polarity as the reset pulse, so that a clock driver for pulse amplification can be shared. In this driving method, the number of clock drivers can be reduced as well as the number of time constant generating circuits compared to the conventional method, so that the advantages of the present invention can be fully realized. Next, an embodiment will be described in which the present invention is applied to a driving method having better injection characteristics than the charge injection method shown in FIGS. 1 to 5. Such a charge injection method is called a potential equilibration method (POtential equilibration method).
The implantation amount is not controlled by the magnitude of the channel conductance directly under the input gate, but is controlled by the height of the barrier directly under the input gate. 6 to 8 are diagrams for explaining one embodiment of the present invention, and the same numbers as in FIGS. 1 to 5 indicate the same components. In FIG. 6, 40 is an electrode placed between the input gate electrode 4 and the first transfer electrode 6, and is connected to an external DC bias power source via a wiring 41.

第7図は第6図に示した素子1を駆動するための各部パ
ルス波形を示した図である。第8図は電荷注入の機構を
説明するための、注入部の詳細な動作図であり、第6図
と同一番号は同一構成要素を示している。同図a−dは
第7図に示したT。−T3の各時刻における入力ゲート
電極近傍の電位関係および注入電荷の振舞を示している
。電荷注入法について簡単な説明をする。時刻T。では
、33により2が強く逆バイアスされているので、40
直下に形成された電位の井戸には電荷が注入されない。
時刻t1では33により2が順方向寸前にまでバイアス
されるので、入力ゲート電極に印加されている被遅延信
号電圧の大きさに依らず、40直下の電位の井戸は電荷
が十分に注入される。時刻T2ではパルス波形33によ
り拡散層2が強く逆バイアスされるので、時刻t1で過
剰に注入された電荷の一部は再び拡散層領域2へ戻され
る。かかる電荷の移動は当該電極4と40直下の基板表
面電位が等しくなるまで続けられる。即ち、電極40直
下の電位の井戸内に蓄積される電荷量は、電極4へ印加
される被遅延信号により制御される。次に時刻T3では
電極6下に深い電位の井戸が形成されるので、前記注入
電荷は該6直下へ転送される。さらに、第6図第7図に
示されているように、時刻t1では、40下への電荷の
過剰注入と同時に、パルス35により浮動拡散層13は
りセツトされる。かかるりセツトおよび電荷検出機構は
第4図に示された実施例の場合と同一なので説明は省略
する。以上の様に、ポテンシヤル エクイリブレーシヨ
ン法と呼ばれる電荷注入法に対しても本発明は容易に実
施されることが明らかである。第9図、第10図は杢発
明の他の実施例を説明する図であり、複数の転送チヤネ
ルを有する電荷結合素子に対しての実施例である。
FIG. 7 is a diagram showing various pulse waveforms for driving the element 1 shown in FIG. 6. FIG. 8 is a detailed operational diagram of the injection section for explaining the mechanism of charge injection, and the same numbers as in FIG. 6 indicate the same components. Figures a to d are T shown in FIG. - The potential relationship near the input gate electrode and the behavior of the injected charge at each time of T3 are shown. A brief explanation of the charge injection method will be given. Time T. Then, 2 is strongly reverse biased by 33, so 40
No charge is injected into the potential well formed directly below.
At time t1, 2 is biased almost in the forward direction by 33, so charge is sufficiently injected into the potential well immediately below 40, regardless of the magnitude of the delayed signal voltage applied to the input gate electrode. . At time T2, the diffusion layer 2 is strongly reverse biased by the pulse waveform 33, so that part of the charge excessively injected at time t1 is returned to the diffusion layer region 2 again. This charge movement continues until the substrate surface potentials immediately below the electrodes 4 and 40 become equal. That is, the amount of charge accumulated in the potential well directly below the electrode 40 is controlled by the delayed signal applied to the electrode 4. Next, at time T3, a deep potential well is formed under the electrode 6, so the injected charge is transferred directly below the electrode 6. Furthermore, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, at time t1, the floating diffusion layer 13 is reset by the pulse 35 at the same time as excessive charge is injected below the layer 40. The resetting and charge detecting mechanisms are the same as those in the embodiment shown in FIG. 4, so their explanation will be omitted. As described above, it is clear that the present invention can be easily applied to a charge injection method called a potential equilibration method. FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining other embodiments of the present invention, which are embodiments for charge-coupled devices having a plurality of transfer channels.

第9図はかかる構成の素子の平面図であり、第10図は
該素子駆動のための各部パルス波形である。第9図にお
いて、第1図〜第8図と同一番号は同一構成要素を示し
ている。同図において、50は複数個の転送チヤネルに
電荷を順次注入するための制御電極で、第10図51に
示したパルス列が印加されている。7′,6′は第二の
転送チヤネルを構成する転送電極でそれぞれ配線9′,
8′に接続され、さらに、9′,87はそれぞれ他の配
線9,8と接続される手段を有しており、第10図に示
された29,28の二相パルスが供給されている。
FIG. 9 is a plan view of an element having such a configuration, and FIG. 10 is a pulse waveform of each part for driving the element. In FIG. 9, the same numbers as in FIGS. 1 to 8 indicate the same components. In the figure, reference numeral 50 denotes a control electrode for sequentially injecting charges into a plurality of transfer channels, to which the pulse train shown in FIG. 10 51 is applied. 7' and 6' are transfer electrodes constituting the second transfer channel, and are connected to wirings 9' and 6', respectively.
Further, 9' and 87 have means for connecting to other wirings 9 and 8, respectively, and the two-phase pulses 29 and 28 shown in FIG. 10 are supplied. .

第9図に示した構成例では、注入源拡散層2にサンプリ
ングパルス52が印加され、入力ゲート電極4には被遅
延信号が印加され、電極40には適当な直流バイアス電
圧が印加されており、第6図〜第8図で説明したポテン
シヤル エクイリプレーシヨン法により注入電荷量がサ
ンプリングされている。かかるサンプリングは電荷転送
のためのパルス群28,29の周波数の二倍の周波数で
行なわれ、注入電荷量は制脚電極50直下を通過して、
制御パルス51により、電極6および7′下に交互に移
動させられる。これらの電荷は6,7・・・53および
7′,6′・・・54でそれぞれ構成される別個の転送
チヤネル内を転送され、出力ゲート電極11下を経て浮
動拡散層13へ交互に導入される。かかる交互の流入は
、各転送チヤネルの最終転送電極が53,54であり、
それぞれ位相の異なるパルス28,29が供給されてい
ることより容易に理解される。当該浮動拡散層13は、
入力サンプリングパルス52と同位相、同一パルス幅の
りセツトパルス64により当該電荷導入毎にりセツトさ
れる。かかる動作により抵抗19を介して出力信号電圧
55が得られる。以上の説明により、複数個の転送チヤ
ネルを有する、いわゆるマルチフレックス構造の素子に
対しても本発明の適用が可能であることが明らかになつ
た。なお説明には、二つの転送チヤネルを有するデユプ
レツクス構造が用いられたが、広く一般のマルチフレッ
クス構造にも適用できることは明細書の記載より明らか
である。以上、本発明について、実施例を挙げて詳細な
説明を行つた。
In the configuration example shown in FIG. 9, a sampling pulse 52 is applied to the injection source diffusion layer 2, a delayed signal is applied to the input gate electrode 4, and an appropriate DC bias voltage is applied to the electrode 40. , the amount of injected charge is sampled by the potential equirepresion method explained in FIGS. 6 to 8. Such sampling is performed at twice the frequency of the pulse groups 28 and 29 for charge transfer, and the amount of injected charge passes directly under the restraining electrode 50,
Control pulses 51 cause it to be moved alternately under electrodes 6 and 7'. These charges are transferred in separate transfer channels consisting of 6, 7...53 and 7', 6'...54, respectively, and are alternately introduced into the floating diffusion layer 13 through the bottom of the output gate electrode 11. be done. Such alternating inflows are such that the final transfer electrodes of each transfer channel are 53, 54;
This can be easily understood from the fact that pulses 28 and 29 having different phases are supplied. The floating diffusion layer 13 is
The reset pulse 64 has the same phase and pulse width as the input sampling pulse 52, and is reset every time the charge is introduced. Through this operation, an output signal voltage 55 is obtained via the resistor 19. From the above explanation, it has become clear that the present invention can be applied to an element having a so-called multi-flex structure, which has a plurality of transfer channels. Although a duplex structure having two transfer channels has been used in the description, it is clear from the description that the present invention can also be applied to a general multi-flex structure. The present invention has been described above in detail by giving examples.

本明細書に記載された如く、本発明は、電荷転送素子の
駆動周辺回路の簡略化が可能であり、その効果は大きい
。なお、説明にはアナログシフトレジスタを用いたが、
本発明はかかる分野のみに限定されることなく、電気的
な電荷注入法を用いる応用例、即ち、光電変換撮像素子
へのバイアス電荷注入等に広く応用できる。
As described in this specification, the present invention enables the simplification of the driving peripheral circuit of the charge transfer element, and the effect thereof is significant. Although an analog shift register was used in the explanation,
The present invention is not limited to this field, but can be widely applied to applications using electrical charge injection, ie, bias charge injection into a photoelectric conversion image sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電荷結合素子の動作を説明する図で、1は電荷
結合素子、L旦はMOSFETl2,l3,l6は拡散
層、4,6,7,10,11,14は電極、3,5,8
,9,12,15,17は配線、19は抵抗である。 第2図は第1図の素子駆動のための各部パルス波形であ
り、28,29,23,25はそれぞれ第1図の8,9
,3,15への供給パルス波形であり、29は出力信号
波形である。
FIG. 1 is a diagram explaining the operation of a charge-coupled device, where 1 is a charge-coupled device, MOSFETs 12, 13, and 16 are diffusion layers, 4, 6, 7, 10, 11, 14 are electrodes, ,8
, 9, 12, 15, and 17 are wirings, and 19 is a resistor. FIG. 2 shows the pulse waveforms of each part for driving the element in FIG. 1, and 28, 29, 23, and 25 are 8 and 9 in FIG.
, 3, and 15, and 29 is an output signal waveform.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電荷転送素子へ電気的に制御された電荷量を注入す
るために、電荷注入部へ第一のパルスを供給する手段と
、電荷検出部に設けられたホールド機能を有する浮動拡
散層を周期的に一定電位に充電するための第二のパルス
を供給する手段と、該素子内での電荷転送が達成される
ような複数個のパルス列を供給する手段とを併せ有する
電荷転送素子の駆動法において、前記第一のパルスと前
記第二のパルスとが繰り返し周波数、パルス発生開始時
刻、およびパルス幅が同一であること、あるいは、繰り
返し周波数およびパルス発生開始時刻が同一であること
を特徴とする前記電荷転送素子の駆動法。
1. In order to inject an electrically controlled amount of charge into the charge transfer element, a means for supplying a first pulse to the charge injection section and a floating diffusion layer having a hold function provided in the charge detection section are periodically inserted. In a method for driving a charge transfer device, the method includes a means for supplying a second pulse for charging a cell to a constant potential, and a means for supplying a plurality of pulse trains to achieve charge transfer within the device. , wherein the first pulse and the second pulse have the same repetition frequency, the same pulse generation start time, and the same pulse width, or the same repetition frequency and the same pulse generation start time. Driving method of charge transfer device.
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JPH081654U (en) * 1996-02-05 1996-12-13 セイキ販売株式会社 Wind-up screen device

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