Аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания

Союз Советских Социалистическик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 22,01. 79 (21) 2716030/18-21с присоединвнием заявки йо(5)М К 3 Н 03 К 13/18 Государстаеииый комитет СССР ио аелам изобретениб и открытий(71) Заявитель сковский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт 4) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НЕПОСРЕДСТВЕННОГ СЧИТЫВАНИЯк областй техникьзованияиборах иго управл Изобретение относится импульсной и иэмерительн и предназначено для испо цифровых йэмерительных п устройствах автоматическ ния,вхо рую Известны аналого-цифровые преобразователи (АЦП) непосредственного считывания, содержащие источник опорного напряжения, матрицу МДП-транзисторов с истоком и Р -1 стоками, где л - число двоичных разрядов АЦй 1,Недостатком этих преобразователей является большая инструментальная погрешность, обусловленная температурной нестабильностью и разбросом порогового напряжения МДП-структуры. Известен также аналого-циФровой преобразователь, содержащий источ ник опорного напряжения, матрицу МДП-транзисторов с резистивным затвором, иСтоком и 2 пстокамир;),Недостаток устройства состоит в большой инструментальной погрешнос ти, обусловленной температурной не" стабильностью и разбросом порогового напряжения О МДП-структуры.Цель изобретения - уменьшение инструментальной погрешности, обус ловленной темПературной нестабильностью и разбросом порогового напряжения МДП-структуры,Поставленная цель достигаетсявзаимным уничтожением одинаковых напряжений плоских зон (пороговых напряжений), входящих в члены кодируемойразности поверхностных потенциалов,за счет использования в преобразователе прииципа зарядовой связи, длячего в аналого-цифровой преобразователь непосредственного считывания,содержащий источник опорного напряжения, матрицу МДП-транзисторов с реэистивным затвором, имеющим два вы-вода, истоком и 2"-1 стоками, введены лерезаряжающий элемент, с 2"-1 выходами, 2 пканалов передачй зарядов,кодйрующяй затвор и затвор для сброса зарядов, причем 2" -1 выходов перезаряжающего элемента соединены ссоответствующими 2 пстоками, соедиивиными зарядовой связью с 2"-1 каналами передачи зарядов, от истокак стоку над 2 лканалами передачизарядов расположены последовательнорезистивный затвор, кодирующий затвори затвор для сброса заряда, шинадиого сигнала подсоединена к кодищему затвору, первый вывод реэистивногозатвора. подключен к общей ши-,не, а второй - к шине источника опорного напряжения.На фиг. 1 показана структурнаясхема АЦП непосредственного отсчетадля трех двоичных порядков; на фиг.2 распределение поверхностного потенциала.Преобразователь содержит резистивный затвор 1, кодирующий затвор 2,затвор 3 для сбрОса заряда, исток 4,стоки 5-11, каналы 12-18 для передачизарядов, перезаряжающее устройство19, вывод 20 истока, выводы 21, 22 резистивного;затвора, вывод 23 кодирующего затвора, вывод 24 затвора для."сброса заряда, источник 25 опорного 15напряжения, охранные и -диффузионныеобласти 26-33 . Вывод 21 подсоединяется к шине опорного напряжения -Е, вывод 22 - к земляной шине, а вывод23 - к шине входного сигнала. Вывод Щ20 подключается к шине фазы Ф(фиг.2),а вывод 24 - фазы фс,АЦП непосредствейно отсчета работает следующим образом. В момент появления положительного импульса напряже-ния фазы Ф (с= , фиг . 2) происходитсмещение истока 4 в прямом направлении и инжекция заряда в каналы 12-18,ограниченные областями 26-33, под затвор 2. В момент времени с=с, такжепроисходит заряд стоков 5-11 до нап- Оряжения - Е с помощью перезаряжающегоустройства 19. В следующий момент времени с й происходит сток заряда изпод затвора 2 назад в обратно-смещенный исток 4. В зависимости от величи- ЗЗны входного сигнала Оь в определенномчисле каналэв под затвором 2 будетоставаться часть инжектированного заряда или заряд будет полностью стекать назад, 40На следующем этапе й=х происходитсброс в каналах заряда в стоки с плавающим потенциалом, Появление в стокахзарядов приводит к изменению потенциалов этих стоков . Изменение потенциалов стоков будет соответствовать параллельному единичному коду преобразуемого сигнала, Для распределения потенциалов, выходные сигналы, соответствующие логической единице, появятся на стоках 9, 10, 11 а на стоках 5-8 сигналы будут отсутствовать (логический нуль) . Эта комбинация соответствует параллельному единичному коду 0000111 или двоичному 011,Формула изобретенияАналого-цифровой преббразователь непосредственно считывания, содержащий источник опорного напряжения7 матрицу МДП-транзисторов с реэистивным затвором, имеющим два выводаР истоком и 2 -1 стоками (и - число двоичных разрядов преобразователя), о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения инструментальной погрешности, обусловленной температурной нестабильностью и разбросом порогового напряжения МДП-структуры, в него введены перезаряжающий элемент с 2 -1 выходами, 2"-1 каналов передачи зарядов, кодирующий затвор и затвор для сброса зарядов, причем Рвыходов переэаряжающего элемента соединены с соответствующими 2" -1 стоками, соединенными зарядовой связью с 2" -1 каналами передачи зарядов, от источка к стоку. над 2"-1 каналами передачи зарядов расположены последовательно резистивный затвор, кодирующий затвор и затвор для сброса заряда, шина входного сигнала подсоединена к кодирующему затвору, первый вывод резистивного затвора подключен к общей шине, а второй - к шине источника опорного напряжения.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Э ЕЕЕ Тгапз, 1975, ЧЕЗА, Р 5,р. 295-297.2. Патент Франции Р 2272537,кл. Н 03 К 13/18, 1975,