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JPH0682822B2 - Scanning charge input circuit - Google Patents
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JPH0682822B2 - Scanning charge input circuit - Google Patents

Scanning charge input circuit

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Publication number
JPH0682822B2
JPH0682822B2 JP62230257A JP23025787A JPH0682822B2 JP H0682822 B2 JPH0682822 B2 JP H0682822B2 JP 62230257 A JP62230257 A JP 62230257A JP 23025787 A JP23025787 A JP 23025787A JP H0682822 B2 JPH0682822 B2 JP H0682822B2
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Japan
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field effect
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line address
photovoltaic
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JP62230257A
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義博 宮本
邦広 谷川
雄一郎 伊藤
加寿也 久保
信之 梶原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光起電力型赤外検知素子と電界効果トランジスタを介し
て信号処理回路とを結合して素子内部で信号多重化を行
ない、赤外光の撮像信号出力を得る走査型電荷入力回路
に関し、 高注入効率の結合を簡単な構造で実現することを目的と
し、 光起電力型赤外検知素子を、入力を構成する電界効果ト
ランジスタのソースに接続し、該電界効果トランジスタ
のドレインより信号処理信号へ電荷を入力させる電荷入
力回路を用いた走査型電荷入力回路において、マトリク
ス状に配列される多数の該光起電力型赤外検知素子の検
知素子基板を、ラインアドレス方向に直交する方向の複
数の光起電力型赤外検知素子の基板は共通で、かつ、該
ラインアドレス方向の複数の光起電力型赤外検知素子の
基板は互いに分離するように形成し、該ラインアドレス
方向に直交する方向の複数の光起電力型赤外検知素子は
複数の該検知素子基板とは別の基板上に形成されたアド
レススイッチを介して該別の基板上にラインアドレスに
直交する方向のコラム毎に設けられた複数の前記電界効
果トランジスタのうち対応する電界効果トランジスタの
ソースに接続し、該分離した検知素子基板に該電界効果
トランジスタのソース電位を利得1以下のインピーダン
ス変換回路を介して正帰還するよう構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] A photovoltaic type infrared detection element and a signal processing circuit through a field effect transistor are coupled to perform signal multiplexing inside the element to output an infrared light imaging signal. Regarding the obtained scanning-type charge input circuit, the photovoltaic-type infrared detection element is connected to the source of the field-effect transistor that constitutes the input, with the aim of realizing high injection efficiency coupling with a simple structure. In a scanning type charge input circuit using a charge input circuit for inputting electric charges to the signal processing signal from the drain of the effect transistor, a plurality of detection element substrates of the photovoltaic type infrared detection elements arranged in a matrix are arranged in a line. The substrates of the plurality of photovoltaic infrared detecting elements in the direction orthogonal to the address direction are common, and the substrates of the plurality of photovoltaic infrared detecting elements in the line address direction are separated from each other. A plurality of photovoltaic infrared detection elements in a direction orthogonal to the line address direction are formed on another substrate through an address switch formed on a substrate different from the plurality of detection element substrates. Is connected to the source of the corresponding field effect transistor among the plurality of field effect transistors provided for each column in the direction orthogonal to the line address, and the source potential of the field effect transistor is gained to the separated sensing element substrate with a gain of 1 It is configured such that positive feedback is performed via the following impedance conversion circuit.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は走査型電荷入力回路に係り、特に光起電力型赤
外検知素子(以下、PV素子という)とMOS型電界効果ト
ランジスタなど(以下、MOS型FETという)を介して信号
処理回路とを結合して素子内部で信号多重化を行ない、
赤外光の映像信号出力を得る走査型電荷入力回路に関す
る。
The present invention relates to a scanning charge input circuit, and more particularly to a signal processing circuit via a photovoltaic infrared detection element (hereinafter referred to as a PV element) and a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as a MOS FET). Combine and perform signal multiplexing inside the element,
The present invention relates to a scanning charge input circuit that obtains an image signal output of infrared light.

マトリクス状に配列されたPV素子で検知された赤外光に
より生じた電荷を、信号処理回路で多重化して映像信号
を得る赤外撮像装置は、次世代の赤外センサとして注目
され、研究開発が進められている。
An infrared imaging device that obtains a video signal by multiplexing electric charges generated by infrared light detected by PV elements arranged in a matrix in a signal processing circuit has been attracting attention as a next-generation infrared sensor. Is being promoted.

この赤外撮像装置では、PV素子により光電変換して得ら
れた電荷(光電流)を信号処理回路に入力するための電
荷入力回路が用いられ、その電荷の注入効率が重要とな
る。
In this infrared imaging device, a charge input circuit for inputting charges (photocurrent) obtained by photoelectric conversion by a PV element to a signal processing circuit is used, and the injection efficiency of the charges is important.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の赤外撮像装置において使用されている電荷入力回
路において最も一般的な回路は、第6図(A)に示す回
路構成の電荷入力回路である。この電荷入力回路はPV素
子1のカソードをMOS型電界効果トランジスタ(FET)2
のソース拡散層に直接接続するので「直接注入型」と呼
ばれている。
The most general circuit in the charge input circuit used in the conventional infrared imaging device is the charge input circuit having the circuit configuration shown in FIG. 6 (A). In this charge input circuit, the cathode of the PV element 1 is connected to the MOS type field effect transistor (FET) 2
It is called "direct injection type" because it is directly connected to the source diffusion layer of.

MOS型FET2のゲートは入力端子3を介してゲート電圧Vg
が印加され、またそのドレインはCCD等の電荷を入力す
べき信号処理回路に接続されている。
The gate of the MOS type FET2 is gate voltage Vg via the input terminal 3.
Is applied, and its drain is connected to a signal processing circuit such as a CCD to which a charge is to be input.

第6図(B)は上記の直接注入型電荷入力回路の交流等
価回路を示す。同図(B)において、4はPV素子1によ
る電流源で、赤外光をPV素子1が受光することにより、
電流源4より発生出力される光電流I0は、PV素子1の内
部抵抗R0とMOS型FET2の相互コンダクタンスgmの逆数で
あるインピーダンス1/gmに夫々分割される。
FIG. 6B shows an AC equivalent circuit of the above direct injection type charge input circuit. In the same figure (B), 4 is a current source by the PV element 1, and by receiving the infrared light by the PV element 1,
Photocurrent I 0 generated output from the current source 4, are respectively divided into an impedance 1 / g m is the inverse of the transconductance g m of the internal resistance R 0 and the MOS type FET2 of the PV element 1.

入力インピーダンス1/gmに流れる電流I2が信号処理回路
に注入される(電荷が入力される)。ここで、この電流
I2は内部抵抗R0に流れる電流をI1とすると、次式で示さ
れる。
A current I 2 flowing through the input impedance 1 / g m is injected into the signal processing circuit (charge is input). Where this current
I 2 is given by the following equation, where I 1 is the current flowing through the internal resistance R 0 .

上記の内部抵抗R0はPV素子1のバンドギャップが狭いの
で、10kΩ〜1GΩオーダーと比較的小さく、しかもその
値は受光する赤外光が長波長になり、また周囲温度が高
温になるほど著しく低下することが知られている。
Since the band gap of the PV element 1 is narrow, the internal resistance R 0 is relatively small, on the order of 10 kΩ to 1 GΩ, and its value decreases significantly as the infrared light received has a longer wavelength and the ambient temperature becomes higher. Is known to do.

一方、入力インピーダンス1/gmはMOS型FET2の形状比に
左右されるが、通常の動作条件ではMOS型FET2の動作領
域は弱反転領域にあり、このような微小レベルの電流に
対しては形状比に殆ど依存しない。
On the other hand, the input impedance 1 / g m depends on the shape ratio of the MOS type FET2, but under normal operating conditions, the operating region of the MOS type FET2 is in the weak inversion region. Almost does not depend on the shape ratio.

このため、前記した式よりわかるように信号処理回路に
注入される電流I2はかなり小であり、この従来の電荷入
力回路は注入効率が悪く、感度が悪いという問題点があ
った。
Therefore, as can be seen from the above equation, the current I 2 injected into the signal processing circuit is quite small, and this conventional charge input circuit has a problem that injection efficiency is poor and sensitivity is poor.

そこで、本発明者は本出願と同日付の特許出願(F2)
(発明の名称「電荷入力回路」)にて、第7図(A)に
示す如く、MOS型FET2のソース電位Vsをインピーダンス
変換回路5を介してPV素子1の基板電位に正帰還する電
荷入力回路を提案した。
Therefore, the present inventor has filed a patent application (F2) with the same date as this application.
As shown in FIG. 7 (A), the charge input for positively feeding back the source potential Vs of the MOS type FET 2 to the substrate potential of the PV element 1 via the impedance conversion circuit 5 Suggested a circuit.

この提案回路の交流等価回路は第7図(B)に示す如く
になる。同図(B)中、第6図(B)と同一構成部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。第7図(B)
において、6はMOS型FET2のソース電位VsをPV素子1の
基板電位に正帰還入力することにより得られる電圧源
で、その出力電圧はインピーダンス変換回路5の利得を
Aとすると、AVsとなる。
The AC equivalent circuit of this proposed circuit is as shown in FIG. 7 (B). 6B, the same components as those in FIG. 6B are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Fig. 7 (B)
6 is a voltage source obtained by positively feeding back the source potential Vs of the MOS type FET 2 to the substrate potential of the PV element 1, and its output voltage is AVs when the gain of the impedance conversion circuit 5 is A.

第7図(B)において、次式が成立する。In FIG. 7 (B), the following equation is established.

I0=I1+I2 (2) Vs=I2/gm (3) Vs=R0・I1+A・Vs (4) これら(2)〜(4)式からI0,I1について解くと となり、従来の第6図(A)に示す電荷入力回路の
(1)式の注入電流I2と比較すると、R0が1/(1−A)
倍に改善されることがわかる。
I 0 = I 1 + I 2 (2) Vs = I 2 / g m (3) Vs = R 0 · I 1 + A · Vs (4) Solve for I 0 and I 1 from these equations (2) to (4) When Therefore, when compared with the injection current I 2 of the formula (1) of the conventional charge input circuit shown in FIG. 6 (A), R 0 is 1 / (1-A)
It can be seen that it is doubled.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、第7図(A)に示す電荷入力回路を各PV素子の
各々について設けることは、PV素子がマトリクス状(ア
レイ状)に配列されて多数個存在することから、極めて
構造が煩雑となってしまう。
However, providing the charge input circuit shown in FIG. 7 (A) for each PV element makes the structure extremely complicated because there are a large number of PV elements arranged in a matrix (array). Will end up.

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、高注入効
率の結合を簡単な構造で実現する走査型電荷入力回路を
提供することを目的とする。
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a scanning type charge input circuit that realizes coupling with high injection efficiency with a simple structure.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明の原理構成図を示す。図中、811〜8mn
ライン方向(ラインアドレス方向)にn個、ラインアド
レス方向と直交する方向にm個、夫々マトリクス状に配
列された、全部でm×n個の光起電力型赤外検知素子
(PV素子)、91〜9nは検知素子基板、10は別の基板、11
1〜11nは別の基板10上にラインアドレス方向に直交する
コラム毎に設けられた入力ゲートを構成する例えばMOS
型の電界効果トランジスタ(FET)、121〜12nはインピ
ーダンス変換回路、SW11〜SWmnはPV素子811〜8mnに1対
1に対応して設けられたアドレススイッチである。
FIG. 1 shows the principle configuration of the present invention. In the figure, 8 11 to 8 mn are n × n in the line direction (line address direction), m in the direction orthogonal to the line address direction, and m × n in total in a matrix form. Infrared detection element (PV element), 9 1 to 9 n are detection element substrates, 10 is another substrate, 11
1 to 11 n constitute an input gate provided for each column orthogonal to the line address direction on another substrate 10 such as a MOS
Type field effect transistors (FETs), 12 1 to 12 n are impedance conversion circuits, and SW 11 to SW mn are address switches provided in one-to-one correspondence with the PV elements 8 11 to 8 mn .

検知素子基板91〜9nはラインアドレス方向に直交する方
向の各m個のPV素子811〜8m1,…,81n〜8mn毎に共通に
設けられており、ラインアドレス方向についてみると、
ラインアドレス方向の各n個のPV素子は夫々異なる検知
素子基板上に設けられている。
The detection element substrates 9 1 to 9 n are commonly provided for every m PV elements 8 11 to 8 m1 , ..., 8 1n to 8 mn in the direction orthogonal to the line address direction. When,
Each of the n PV elements in the line address direction is provided on a different sensing element substrate.

アドレススイッチSW11〜Smn、MOS型FET111〜11n及びイ
ンピーダンス変換回路121〜12nは図示しない信号処理回
路と同じ別の基板10上に設けられている。
The address switches SW 11 to S mn , the MOS type FETs 11 1 to 11 n, and the impedance conversion circuits 12 1 to 12 n are provided on the same different substrate 10 as the signal processing circuit (not shown).

同じ検知素子基板9i上にある複数m個のPV素子81i〜8mi
はアドレススイッチSW1i〜SWmiを介してMOS型FET11i
ソースに共通に接続される一方、インピーダンス変換回
路12iを介して検知素子基板9iに接続されている。
Multiple m PV elements 8 1i to 8 mi on the same sensing element substrate 9 i
Is commonly connected to the source of the MOS type FET 11 i via the address switches SW 1i to SW mi, and is also connected to the sensing element substrate 9 i via the impedance conversion circuit 12 i .

〔作用〕[Action]

マトリクス状に配列されたm×n個のPV素子811〜8mn
うち、ラインアドレス方向と直交する方向の各m個のPV
素子毎に検知素子基板を共通とされ、更にそれらが対応
する各m個のアドレススイッチを介してMOS型FET111〜1
1nのうちの対応する一のMOS型FETに接続されると共に、
インピーダンス変換回路121〜12nのうち対応する一のイ
ンピーダンス変換回路を介して共通の検知素子基板に接
続されている。
Of m × n PV elements 8 11 to 8 mn arranged in a matrix, m PVs in each direction orthogonal to the line address direction.
The sensing element substrate is common to each element, and the MOS type FETs 11 1 to 1 are connected via m corresponding address switches.
It is connected to the corresponding MOS FET of 1 n , and
It is connected to a common sensing element substrate via a corresponding one impedance conversion circuit among the impedance conversion circuits 12 1 to 12 n .

アドレススイッチSW11〜SWmnのうち、ラインアドレス方
向の各n個のアドレススイッチSW11〜SW1n,SW21〜S
W2n,SW31〜SW3n,…,SWm1〜SWmnは入力端子131〜13m
よりのスイッチング信号に基づき、同じラインアドレス
のものは同時にオンとされ、かつ、ラインアドレス順に
順番にオンとされる。
Of the address switches SW 11 to SW mn , n address switches SW 11 to SW 1n and SW 21 to S in the line address direction are provided.
Input terminals 13 1 to 13 m for W 2n , SW 31 to SW 3n , ..., SW m1 to SW mn
On the basis of the switching signal, the switches having the same line address are turned on at the same time, and are turned on in order of line address.

一方、MOS型FET111〜11nはそのゲート端子に印加される
ゲート電圧に基づき、同一のラインアドレスのn個のア
ドレススイッチが同時にオンとされている期間内で順次
にオンとされる。
On the other hand, the MOS type FETs 11 1 to 11 n are sequentially turned on within a period in which n address switches of the same line address are simultaneously turned on based on the gate voltage applied to their gate terminals.

ここで、m個のPV素子、例えば811〜8m1は、m個のアド
レススイッチSW11〜SWm1に接続されているが、アドレス
スイッチSW11〜SWm1は入力端子131〜13mよりのスイッチ
ング信号に基づき、順次にオンとされ、同時に2以上オ
ンとされることはないので、PV素子811〜8m1よりの光電
流(電荷)はアドレススイッチSW11〜SWm1のうち、オン
とされたいずれか一のアドレススイッチを介して対応す
る一のPV素子の光電流(電荷)のみがMOS型FET111のソ
ースに供給される。
Here, the m PV elements, for example 8 11 to 8 m1 is connected to the m-number of address switches SW 11 to SW m1, the address switch SW 11 to SW m1 from the input terminal 13 1 to 13 m based on the switching signal, are sequentially turned on and, therefore will not be turned on two or more simultaneously, the photocurrent (electric charge) of from PV element 8 11 to 8 m1 among the address switch SW 11 to SW m1, oN only a photocurrent of any corresponding one of the PV device via an address switch (charge) is supplied to the MOS type FET 11 1 source.

従って、MOS型FET111のソース電位は同じ検知素子基板9
1上のm個のPV素子811〜8m1のうち、一のPV素子の光電
流だけによるものであって、2以上のPV素子の光電流が
混合されたものではないので、正確に一のPV素子からの
電荷入力が行なえると共に、インピーダンス変換回路12
1を介してPV素子基板91に正帰還することにより、注入
効率を向上することができる。
Therefore, the source potential of the MOS type FET 11 1 is the same as that of the sensing element substrate 9
Of the m PV elements 8 11 to 8 m1 on one, only the photocurrent of one PV element is used, and the photocurrent of two or more PV elements is not mixed. The electric charge can be input from the PV element of and the impedance conversion circuit 12
By positively feeding back to the PV element substrate 9 1 via 1 , the injection efficiency can be improved.

従って、上記の一のPV素子からの電荷入力及びPV素子基
板へのソース電位の正帰還は、ラインアドレス方向と直
交する方向のm個のPV素子及びアドレススイッチ毎に、
MOS型FET111〜11n、インピーダンス変換回路121〜12n
び検知素子基板91〜9nを共用して行なえることになる。
Therefore, the charge input from one PV element and the positive feedback of the source potential to the PV element substrate are performed for each of m PV elements and address switches in the direction orthogonal to the line address direction.
The MOS type FETs 11 1 to 11 n , the impedance conversion circuits 12 1 to 12 n, and the detection element substrates 9 1 to 9 n can be shared.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の要部の一実施例の回路図を示す。同図
中、第1図と同一構成部分には同一符号を付してある。
本実施例はラインアドレス方向と直交する一列だけの回
路構成を図示したものであって、PV素子811〜8m1の各カ
ソードは前記アドレススイッチSW11〜SWm1に相当するMO
S型FET1411〜14m1のソース,ドレインを介して共通にMO
S型FET111のソースと、前記インピーダンス変換回路121
に相当するバッファアンプ151の入力端に夫々接続され
ている。
FIG. 2 shows a circuit diagram of an embodiment of the main part of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
This embodiment illustrates a circuit configuration of only one row orthogonal to the line address direction, in which each cathode of the PV elements 8 11 to 8 m1 corresponds to the address switch SW 11 to SW m1.
S-type FET 14 11 to 14 m1 Common MO via the source and drain
The source of the S-type FET 11 1 and the impedance conversion circuit 12 1
Are respectively connected to the input ends of the buffer amplifier 15 1 .

バッファアンプ151は利得Aが1以下の非反転アンプ
で、例えばソースホロワ,エミッタホロワ又は演算増幅
器を使用したボルテージホロワなどで構成され、その出
力端子は検知素子基板91に接続されている。
The buffer amplifier 15 1 is a non-inverting amplifier having a gain A of 1 or less, and is composed of, for example, a source follower, an emitter follower, or a voltage follower using an operational amplifier, and its output terminal is connected to the detection element substrate 9 1 .

これにより、MOS型FET1411〜14m1のうち、オンとされて
いる一のMOS型FETに接続されている一のPV素子よりの光
電流が、このオンとされている一のMOS型FETのソース,
ドレインを通して入力ゲートを構成する共通のMOS型FET
111のソースに供給され、これによりそのMOS型FET111
ソースに生じたソース電位は、バッファアンプ151を通
して選択された一のPV素子を含むm個のPV素子811〜8m1
のアノードへ正帰還される。
As a result, among the MOS type FETs 14 11 to 14 m1 , the photocurrent from the one PV element connected to the one MOS type FET that is turned on is the same as that of the one MOS type FET that is turned on. Source,
A common MOS FET that forms the input gate through the drain
Is supplied to the 11 first source, thereby the source potential generated in the MOS type FET 11 1 sources, m-number of PV elements 8 11 to 8 m1 including one PV elements selected via the buffer amplifier 15 1
Positive feedback to the anode of.

従って、前記した第7図と同様の動作原理により、注入
効率が改善される。
Therefore, the injection efficiency is improved by the same operation principle as that shown in FIG.

次に本発明の各実施例の構造について説明するに、第3
図は本発明の要部の一実施例の斜視図、第4図は本発明
の一実施例の概略構成図を示す。両図中、同一構成部分
には同一符号を付してある。
Next, the structure of each embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a perspective view of an embodiment of the main part of the present invention, and FIG. In both figures, the same components are designated by the same reference numerals.

第3図は前記検知素子基板91〜9nの構成を示し、別の基
板10の図示は省略されている。17はサファイア,GaAs,Cd
Teなどよりなる絶縁基板で、その上にInSb,HgCdTeなど
よりなる半導体薄膜層を形成した後、帯状にパターニン
グして他の列と分離することにより、前記検知素子基板
91,92に相当する検知素子基板181,182が形成される。
Figure 3 shows the structure of the sensing element substrate 9 1 to 9 n, illustration of another substrate 10 is omitted. 17 is sapphire, GaAs, Cd
After forming a semiconductor thin film layer made of InSb, HgCdTe, etc. on an insulating substrate made of Te, etc., and patterning it in a strip shape to separate it from other columns, the sensing element substrate
9 1, 9 2 corresponds to detecting the element substrate 18 1, 18 2 are formed.

検知素子基板181上にはPV素子811〜8m1に相当するホト
ダイオード1911〜19m1が形成されており、同様に検知素
子基板182上にもホトダイオード1912〜19m2が形成され
ている。また、201及び202はインピーダンス変換回路12
1,122からの信号が入力される入力端子で、前記MOS型FE
T111,112のソース電位が帰還入力される。
On detection element substrate 18 1 is formed with a photodiode 19 11 ~ 19 m1 corresponding to PV element 8 11 to 8 m1, likewise also on the sensing element substrate 18 2 photodiodes 19 12 ~ 19 m @ 2 is formed There is. Further, 20 1 and 20 2 are impedance conversion circuits 12
Input terminal to which signals from 1 and 12 2 are input.
The source potentials of T11 1 and 11 2 are fed back and input.

第4図は第3図に示した検知素子基板を別の基板10に相
当する基板25と共に示す側面図で、第2図と同一構成部
分には同一符号を付してある。検知素子基板181はInSb,
HgCdTeなどからなるP型基板であり、その上にn+領域21
11〜21m1が形成され、これらにより前記ホトダイオード
1911〜19m1(PV素子811〜8m1)が構成される。
FIG. 4 is a side view showing the sensing element substrate shown in FIG. 3 together with a substrate 25 corresponding to another substrate 10. The same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The sensing element substrate 18 1 is InSb,
It is a P-type substrate made of HgCdTe, etc., on which an n + region 21
11 to 21 m1 are formed, and these photodiodes are
19 11 to 19 m1 (PV elements 8 11 to 8 m1 ) are configured.

検知素子基板181上にはSiO2,ZnSなどからなる薄膜22が
形成されており、薄膜22に穿設されたコンタクトホール
を介してInなどからなるバンプ電極23により、n+領域21
11〜21m1と、基板25に形成されたMOS型FET1411〜14m1
ソースに接続されている。また、基板25に形成されたバ
ッファアンプ151の出力端子はバンプ電極24により検知
素子基板181に接続されている。
A thin film 22 made of SiO 2 , ZnS or the like is formed on the sensing element substrate 18 1 , and a n + region 21 is formed by a bump electrode 23 made of In or the like through a contact hole formed in the thin film 22.
11 to 21 m1 and the sources of the MOS type FETs 14 11 to 14 m1 formed on the substrate 25. The output terminal of the buffer amplifier 15 1 formed on the substrate 25 is connected to the detection element substrate 18 1 by the bump electrode 24.

赤外光は第4図中、上から絶縁基板17の裏面に入射さ
れ、小数キャリアを発生させる。
Infrared light is incident on the back surface of the insulating substrate 17 from above in FIG. 4 to generate minority carriers.

なお、第4図では図示の便宜上、基板25には一列分のア
ドレススイッチ用MOS型FET1411〜14m1、バッファアンプ
151、及び、MOS型FET111しか図示していないが、全部で
n列の同様の回路が並列に形成されていることは勿論で
ある。
In FIG. 4, for convenience of illustration, the substrate 25 has a row of address-switching MOS type FETs 14 11 to 14 m1 and a buffer amplifier.
Although only 15 1 and the MOS type FET 11 1 are shown, it is needless to say that a total of n columns of similar circuits are formed in parallel.

ところで、基板の分離には第3図に示したように、絶縁
基板17上に形成した半導体薄膜層を帯状にパターニング
する方法に限らず、第5図に示したものでものよい。
By the way, the method for separating the substrate is not limited to the method of patterning the semiconductor thin film layer formed on the insulating substrate 17 into a strip shape as shown in FIG. 3, but may be the method shown in FIG.

すなわち、赤外検知材料(InSb,HgCdTeなど)を用いて
第5図に示す如く、前記MOS型FET111、1411〜14m1、バッ
ファアンプ151などの走査回路が全部でn列分並列に形
成されてあるシリコン(Si)基板25上に、薄層化した帯
状の検知素子基板271〜27n(ただし、第5図では272〜2
7nは図示を省略)を接着することにより、走査型電荷入
力回路を構成できる。
That is, as shown in FIG. 5, by using an infrared detecting material (InSb, HgCdTe, etc.), the scanning circuits such as the MOS type FETs 11 1 , 14 11 to 14 m 1 , and the buffer amplifier 15 1 are arranged in parallel for a total of n columns. On the formed silicon (Si) substrate 25, a thin band-shaped detection element substrate 27 1 to 27 n (however, 27 2 to 2 in FIG. 5 is used.
7 n is omitted in the drawing) to form a scanning charge input circuit.

第5図中、2811〜28m1は前記PV素子811〜8m1に相当する
ホトダイオードで、このホトダイオード2811〜28m1は検
知素子基板271をSi−走査回路基板25上に接着する前に
予め形成しておいても、接着した後で形成してもどちら
でも差し支えない。
In FIG. 5, 28 11 to 28 m1 are photodiodes corresponding to the PV elements 8 11 to 8 m1 , and these photodiodes 28 11 to 28 m1 are before bonding the detection element substrate 27 1 onto the Si-scanning circuit substrate 25. It does not matter whether it is formed in advance or after being adhered.

本実施例の場合は赤外光は271等の検知素子基板の上方
から入射される。
In the case of this embodiment, infrared light is incident from above the detection element substrate such as 27 1 .

実施例ではMOS型FETを用いて説明したが、もちろん接合
型FETでも同様の効果が得られる。
Although the MOS type FET has been described in the embodiments, the same effect can be obtained with the junction type FET.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述の如く、本発明によれば、ラインアドレス方向に直
交する方向の複数のPV素子毎に、入力ゲート,インピー
ダンス変換回路及び検知素子基板を共通の構造としたの
で、少数の入力ゲート,インピーダンス変換回路を用い
て、PV素子アレイと入力ゲートのMOS型FETの入力との高
注入効率の結合を簡単な構造で実現することができ、特
に長波長の赤外光や高温条件下で動作する赤外撮像装置
に適用して特に好適である等の特長を有するものであ
る。
As described above, according to the present invention, the input gate, the impedance conversion circuit, and the sensing element substrate have a common structure for each of a plurality of PV elements in the direction orthogonal to the line address direction. Using a circuit, it is possible to realize a high injection efficiency coupling between the PV element array and the input of the MOS FET of the input gate with a simple structure, especially in the red light operating under long wavelength infrared light and high temperature conditions. It has features such as being particularly suitable when applied to an external imaging device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の要部の一実施例の回路図、 第3図は本発明の要部の一実施例の斜視図、 第4図は本発明の一実施例の概略構成を示す側面図、 第5図は本発明の要部の他の実施例の斜視図、 第6図は従来の電荷入力回路の一例の回路図、 第7図は本発明者が提案した電荷入力回路の一例の回路
図である。 図において、 811〜8mnは光起電力型赤外検知素子(PV素子)、 91〜9n,181,182,271は検知素子基板、 10は別の基板、 111〜11n,1411〜14m1はMOS型電界効果トランジスタ(FE
T)、 121〜12nはインピーダンス変換回路、 131〜13mはスイッチング信号入力端子、 151はバッファアンプ、 SW11〜SWmnはアドレススイッチ を示す。
FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an example of an essential part of the present invention, FIG. 3 is a perspective view of an example of an essential part of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a side view showing a schematic configuration of one embodiment of the invention, FIG. 5 is a perspective view of another embodiment of the essential part of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of an example of a conventional charge input circuit, and FIG. It is a circuit diagram of an example of the charge input circuit which this inventor proposed. In the figure, 8 11 to 8 mn are photovoltaic type infrared detection elements (PV elements), 9 1 to 9 n , 18 1 , 18 2 and 27 1 are detection element substrates, 10 is another substrate, and 11 1 to 11 n , 14 11 to 14 m1 are MOS field effect transistors (FE
T), 12 1 to 12 n are impedance conversion circuits, 13 1 to 13 m are switching signal input terminals, 15 1 is a buffer amplifier, and SW 11 to SW mn are address switches.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 加寿也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 梶原 信之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Kajuya Kubo 1015, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor, Nobuyuki Kajiwara, 1015, Kamikodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光起電力型赤外検知素子(811〜8mn)を、
入力を構成する電界効果トランジスタ(111〜11n)のソ
ースに接続し、該電界効果トランジスタ(111〜11n)の
ドレインより信号処理回路へ電荷を入力させる走査型電
荷入力回路において、 マトリクス状に配列される多数の該光起電力型赤外検知
素子(811〜8mn)の検知素子基板(91〜9n)を、ライン
アドレス方向に直交する方向の複数の光起電力型赤外検
知素子(811〜8m1,…,81n〜8mn)の基板は共通で、か
つ、該ラインアドレス方向の複数の光起電力型赤外検知
素子(811〜81n,821〜82n,…,8m1〜8mn)の基板は互
いに分離するように形成し、 該ラインアドレス方向に直交する方向の複数の光起電力
型赤外検知素子(811〜8m1,…,81n〜8mn)は複数の該
検知素子基板(91〜9n)とは別の基板(10)上に形成さ
れたアドレススイッチ(SW11〜Sm1,…,SW1n〜SWmn
を介して該別の基板(10)上にラインアドレス方向に直
交するコラム毎に設けられた複数の前記電界効果トラン
ジスタ(111〜11n)のうち対応する電界効果トランジス
タのソースに接続し、 該分離した検知素子基板(91〜9n)に該電界効果トラン
ジスタ(111〜11n)のソース電位を利得1以下のインピ
ーダンス変換回路(121〜12n)を介して正帰還すること
を特徴とする走査型電荷入力回路。
1. A photovoltaic infrared detecting element (8 11 ~8 mn),
In a scan-type charge input circuit, which is connected to the sources of field effect transistors (11 1 to 11 n ) forming an input and inputs charges from a drain of the field effect transistors (11 1 to 11 n ) to a signal processing circuit, a matrix a number of photovoltaic infrared detecting sensing element substrate element (8 11 ~8 mn) arranged in Jo (9 1 ~9 n), a plurality of photovoltaic in the direction perpendicular to the line address direction infrared detection device (8 11 ~8 m1, ..., 8 1n ~8 mn) in a common substrate of, and, a plurality of photovoltaic infrared detecting elements of the line address direction (8 11 ~8 1n, 8 21 ~8 2n, ..., 8 m1 ~8 substrate mn) is formed so as to separate from each other, the direction of the plurality of photovoltaic infrared detecting element (eight hundred and eleven to eight m1 perpendicular to the line address direction, ... , 8 1n to 8 mn ) are addresses formed on a substrate (10) different from the plurality of sensing element substrates (9 1 to 9 n ). Switch (SW 11 to S m1 , ..., SW 1n to SW mn )
Connected to the source of the corresponding field effect transistor among the plurality of field effect transistors (11 1 to 11 n ) provided for each column orthogonal to the line address direction on the other substrate (10) via Positive feedback of the source potential of the field effect transistors (11 1 to 11 n ) to the separated sensing element substrate (9 1 to 9 n ) via an impedance conversion circuit (12 1 to 12 n ) having a gain of 1 or less. A scanning charge input circuit characterized by:
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US7102164B2 (en) 1994-04-29 2006-09-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having a conductive layer with a light shielding part
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