JPH0763093B2 - Driving method for charge transfer device - Google Patents
Driving method for charge transfer deviceInfo
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- JPH0763093B2 JPH0763093B2 JP60101294A JP10129485A JPH0763093B2 JP H0763093 B2 JPH0763093 B2 JP H0763093B2 JP 60101294 A JP60101294 A JP 60101294A JP 10129485 A JP10129485 A JP 10129485A JP H0763093 B2 JPH0763093 B2 JP H0763093B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電荷転送素子の駆動方法に係り、とくに低雑
音化に好適な電荷転送素子の駆動方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for driving a charge transfer element, and more particularly to a method for driving a charge transfer element suitable for reducing noise.
近年、電荷転送素子、とくにCCD(Charge Coupled Devi
ce)は、アナログ遅延等の信号処理やメモリ等、広汎な
分野において応用が進んでいる。In recent years, charge transfer devices, especially CCDs (Charge Coupled Devices)
ce) is being applied in a wide range of fields such as signal processing such as analog delay and memory.
CCDの信号の入力法として、従来からダイオードカット
オフ法.電位平衡法等が知られている。Conventionally, the diode cutoff method has been used as the input method of CCD signals. The potential balance method and the like are known.
従来技術の詳細は、例えば、「電荷転送デバイス(CCD
BBDの基礎と応用)」武石他監訳、近代科学社(1978年
2月)第43〜46頁に記述されているように、低雑音のた
めの駆動方法としては、電位平衡法が用いられている。For details of the prior art, see, for example, "Charge Transfer Device (CCD
BBD basics and applications) ”As described in Takeshi et al., Modern Science Co., Ltd. (February 1978), pp. 43-46, the potential balance method is used as a driving method for low noise. There is.
CCDにおいて発生する雑音は入力部で発生する低周波雑
音が特に問題となり、これを抑圧するためには入力部容
量の低減が必要である。しかし、従来の電位平衡法で
は、このとき、転送できる電荷量は、入力部容量と入力
ゲートに印加するDC電位で制限されるため、ダイナミッ
クレンジが減少してしまう。また、入力ゲートのDC電位
を高くしてダイナミックレンジを拡大しようとすると、
転送ゲートの駆動電位も高くしなければならず、消費電
力が増大するという問題があった。The low-frequency noise generated in the input section is a particular problem for the noise generated in the CCD, and it is necessary to reduce the input section capacitance in order to suppress it. However, in the conventional potential balance method, the amount of charge that can be transferred at this time is limited by the capacitance of the input section and the DC potential applied to the input gate, so the dynamic range is reduced. Also, when trying to increase the DC potential of the input gate to expand the dynamic range,
The drive potential of the transfer gate also has to be increased, which causes a problem of increased power consumption.
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、CCD入
力部におけるダイナミックレンジの低下を防止すると共
に低雑化を可能とした電荷転送素子の駆動方法を提供す
るにある。An object of the present invention is to provide a method for driving a charge transfer device, which solves the above-mentioned problems of the prior art, prevents the dynamic range in the CCD input section from being lowered, and enables reduction in miscellaneousness.
この目的を達成するために、本発明は、入力部拡散層か
ら、第1の入力ゲートを介して、第2の入力ゲー下へ電
荷を転送し、第1及び第2のゲート下の電位差に相当す
る電荷を蓄積する期間には、第2のゲートにハイレベル
のパルスを印加して電荷量を増し、第2ゲート下より転
送部へ電荷を転送する期間には、第2ゲートにローレベ
ルのパルスを印加して効率よく電荷を転送できるように
駆動する点に特徴がある。In order to achieve this object, the present invention transfers charges from the input diffusion layer, through the first input gate, and under the second input gate, to a potential difference between the first and second gates. A high-level pulse is applied to the second gate to increase the amount of charge during the period for storing the corresponding charge, and a low-level pulse is applied to the second gate during the period for transferring the charge from below the second gate to the transfer unit. Is characterized in that it is driven so as to transfer charges efficiently by applying the pulse.
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明を適用するCCDの断面図であって、1は
入力ダイオードのN+拡散層、2は基板、3及び3′は入
力部ゲート、4及び4′は転送ゲート、5は端子であ
る。FIG. 1 is a sectional view of a CCD to which the present invention is applied, in which 1 is an N + diffusion layer of an input diode, 2 is a substrate, 3 and 3 ′ are input gates, 4 and 4 ′ are transfer gates, and 5 is It is a terminal.
第2図は本発明の第1の実施例により駆動したときのCC
Dの電位図であり、第3図は駆動パルスのタイミングチ
ャートである。第2図の電位図は電子の電位を示したも
ので、電圧Vを図面下向きにとっており、6,6′は各ゲ
ート下の電位を示し、7,7′は電荷を表わし、t1,t2,t
3はそれぞれ第3図のパルスタイミングt1,t2,t3に対
応している。また、第3図のパルスタイミングは第1図
の各入力端子に印加するものであり、8は入力信号で、
IG端子に印加する時刻t1ではIDをローレベルとし、IGゲ
ートを越えて電荷がISゲートまで入る。このとき、ISパ
ルスをハイレベルとして電位を下げ、転送できる電荷量
を大きくする。信号はIGゲートに印加して、信号電圧に
応じて電位を変化させる。FIG. 2 shows a CC when driven according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a potential diagram of D, and FIG. 3 is a timing chart of drive pulses. The potential diagram of FIG. 2 shows the potential of electrons, the voltage V is directed downward in the drawing, 6,6 ′ represent the potential under each gate, 7,7 ′ represent the charge, and t 1 , t 2 , t
3 corresponds to the pulse timings t 1 , t 2 and t 3 in FIG. 3 , respectively. The pulse timing in FIG. 3 is applied to each input terminal in FIG. 1, and 8 is an input signal.
The ID at time t 1 is applied to the IG terminal to a low level, charges over the IG gate enters to IS gate. At this time, the IS pulse is set to high level to lower the potential and increase the amount of charge that can be transferred. The signal is applied to the IG gate to change the potential according to the signal voltage.
時刻t2ではIDをハイレベルとし、IGとISの電位差に相当
する電荷を信号電荷としてISゲート下に蓄積する。時刻
t3ではISパルスをローレベル、H1をハイレベルとして信
号電荷をH1に転送する。このようにして、以下第3図の
H1,H2パルスに従い、H1,H2ゲート下を順々に信号電荷を
転送する。The time t 2 the ID to a high level, accumulated under IS gate charge corresponding to a potential difference between IG and IS as the signal charges. Times of Day
t 3 The low level of IS pulse, for transferring signal charges in H1 the H1 as a high level. In this way, as shown in FIG.
According to the H1 and H2 pulses, signal charges are sequentially transferred under the H1 and H2 gates.
この実施例において、入力部ゲートISの容量を小さくし
ても、ISゲートに第3図に示したようにパルスを加える
ことにより、ダイナミックレンジを大きくできることを
以下に説明する。In this embodiment, it will be explained below that even if the capacitance of the input gate IS is reduced, the dynamic range can be increased by applying a pulse to the IS gate as shown in FIG.
IGの電位をig、ISのハイレベル,ローレベル時の電位を
それぞれiSh,iSl、ISの容量をCとする。このとき、IS
に蓄積できる電荷量Qは、 Q=C(ig−iSh)……(1) であり、ISのハイレベル電圧を高くすることによって、
ISの電位iShを低くして電荷Qを大きくすることができ
る。この電荷をH1に転送するときは、IS電位をH1の電位
より高くしなければならないが、ISパルスをローレベル
とすることにより、容易に転送できる。このようにして
ISをパルス駆動することにより、ダイナミックレンジを
拡大することができる。The potential of IG is ig, the potentials of IS at high level and low level are iS h , iS l , and the capacitance of IS is C, respectively. At this time, IS
The amount of charge Q that can be stored in Q is C = ig (i−iS h ) ... (1), and by increasing the high level voltage of IS,
The electric charge Q can be increased by lowering the potential iS h of IS. When this charge is transferred to H1, the IS potential must be higher than the potential of H1, but it can be easily transferred by setting the IS pulse to low level. In this way
The dynamic range can be expanded by pulse-driving IS.
次に、本発明による電荷転送素子の駆動方法の第2の実
施例を第4図ないし第7図を用いて説明する。この実施
例は、撮像素子の水平レジスタであるCCDを駆動する場
合のもので、第4図は撮像素子の構成を示している。Next, a second embodiment of the method of driving the charge transfer device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a CCD which is a horizontal register of the image pickup device is driven, and FIG. 4 shows the structure of the image pickup device.
第4図において、9は受光部、10はCCDによる水平レジ
スタ、11は出力部である。第5図は第4図のa部分の構
成を示すA−A断面図を示すものであり、第1図に示し
たものとほぼ同様の構成である。また、第6図はこの実
施例による駆動を行なったときの電位図、第7図は駆動
パルスのタイミングチャートである。In FIG. 4, 9 is a light receiving part, 10 is a CCD horizontal register, and 11 is an output part. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA showing the structure of the portion a in FIG. 4, and has a structure similar to that shown in FIG. Further, FIG. 6 is a potential diagram when driving is performed according to this embodiment, and FIG. 7 is a timing chart of drive pulses.
この実施例においては、CCDの転送部はH1〜H3の三相駆
動である。また、IGゲートにはDC電圧を印加し、一定の
バイアス電荷を注入し、信号電荷は受光部9かに直接CC
Dに転送する。注入する電荷量はIGとISの電位差によっ
て決まるが、時刻t1においてIDをローレベルとするとと
もに、ISをハイレベルとして電位を下げ、電荷量を増大
させる。時刻t3では、ISをローレベルとして電位を上
げ、H1に転送する。このように、ISゲートをパルスで駆
動することによって、DC電圧を印加した場合よりもダイ
ナミックレンジを拡大することができる。In this embodiment, the transfer unit of the CCD is a three-phase drive of H1 to H3. Also, a DC voltage is applied to the IG gate to inject a constant bias charge, and the signal charge is directly applied to the light receiving unit 9 by CC
Transfer to D. The amount of charge to be injected is determined by the potential difference between IG and IS. At time t 1 , ID is set to low level and IS is set to high level to lower the potential and increase the amount of charge. At time t 3, raising the potential IS as low, and transfers the H1. Thus, by driving the IS gate with a pulse, the dynamic range can be expanded as compared with the case where a DC voltage is applied.
以上説明したように、本発明によれば、低周波雑音の抑
圧のためCCD入力部の容量を低減しても、ダイナミック
レンジの減少を引き起こさずに駆動することができ、上
記従来技術の欠点を除いて優れた機能の電荷転送素子の
駆動方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, even if the capacitance of the CCD input section is reduced to suppress low-frequency noise, driving can be performed without causing a decrease in the dynamic range, and the drawbacks of the above-mentioned conventional techniques are Except for this, it is possible to provide a driving method of a charge transfer device having an excellent function.
第1図は本発明を適用するCCDの断面図、第2図は本発
明の第1の実施例により駆動したときのCCDの電位図、
第3図は駆動パルスのタイミングチャート、第4図は本
発明の第2の実施例である撮像素子の構成図、第5図は
第4図のA−A断面図、第6図は本発明の第2の実施例
により駆動したときのCCDの電位図、第7図は駆動パル
スのタイミングチャートである。 1…N+拡散層、2…基板、3,3′…入力部ゲート、4,4′
…転送ゲート、5…端子、6,6′…電位、7,7′…電荷、
8…入力信号、9…受光部、10…水平レジスタ、11…出
力部。1 is a sectional view of a CCD to which the present invention is applied, FIG. 2 is a potential diagram of the CCD when driven by the first embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a timing chart of drive pulses, FIG. 4 is a configuration diagram of an image pickup device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a potential diagram of the CCD when driven by the second embodiment of FIG. 7, and FIG. 7 is a timing chart of drive pulses. 1 ... N + diffusion layer, 2 ... substrate, 3,3 '... input gate, 4,4'
... Transfer gate, 5 ... Terminal, 6,6 '... Potential, 7,7' ... Charge,
8 ... Input signal, 9 ... Light receiving part, 10 ... Horizontal register, 11 ... Output part.
Claims (1)
て設けられ、転送すべき電荷量によって電位がきまる第
1の入力ゲートと、該第1の入力ゲートに続いて設けら
れ、予め定められた電位が与えられる第2の入力ゲート
と、該第2の入力ゲートに続いて設けられ、該第1の入
力ゲートと該第2の入力ゲートの電位差によって蓄積さ
れた電荷を転送する転送部とを有する電荷転送素子の駆
動方法において、 前記拡散層からの電荷を前記第2の入力ゲート下に蓄積
する期間には、前記第2の入力ゲートにハイレベルのパ
ルスを印加するとともに、前記第2の入力ゲートに隣接
する前記転送部にローレベルのパルスを印加し、 前記第2の入力ゲート下に蓄積された電荷を前記転送部
へ転送する期間には、前記第2の入力ゲートにローレベ
ルのパルスを印加するとともに、前記第2の入力ゲート
に隣接する前記転送部にハイレベルのパルスを印加する ことを特徴とする電荷転送素子の駆動方法。1. A diffusion layer which supplies charges, a first input gate which is provided following the diffusion layer and whose potential is determined by the amount of charges to be transferred, and a first input gate which is provided subsequent to the first input gate, A second input gate to which a predetermined potential is applied, and a second input gate which is provided subsequent to the second input gate and transfers the charge accumulated by the potential difference between the first input gate and the second input gate. In a method of driving a charge transfer device having a transfer section, a high-level pulse is applied to the second input gate during a period in which charges from the diffusion layer are accumulated under the second input gate, During the period in which a low-level pulse is applied to the transfer unit adjacent to the second input gate and the charge accumulated under the second input gate is transferred to the transfer unit, the second input gate Low level It applies a pulse, the driving method of the charge transfer element and applying a pulse of high level to the transfer portion adjacent to the second input gate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101294A JPH0763093B2 (en) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | Driving method for charge transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101294A JPH0763093B2 (en) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | Driving method for charge transfer device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260675A JPS61260675A (en) | 1986-11-18 |
| JPH0763093B2 true JPH0763093B2 (en) | 1995-07-05 |
Family
ID=14296817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60101294A Expired - Fee Related JPH0763093B2 (en) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | Driving method for charge transfer device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763093B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558007A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-21 | Toshiba Corp | Electric charge transferring device |
-
1985
- 1985-05-15 JP JP60101294A patent/JPH0763093B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61260675A (en) | 1986-11-18 |
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