Устройство инвертирования заряда в приборах с переносом заряда

(54) УСТРОЙСТВО В ПРИБОРАХ С ПЕ (57) Иэобретени ной технике и и тирования заряд сом заряда. Цел шение точности ИНВЕРТИРОВАНИЯ ЗАРЯДАРЕНОСОМ ЗАРЯДАе относится к импульсреднаэначено для инвера в приборах с переноь изобретения - повыинвертирования заряда. 00 гервого канала 2 переноса зарявая обкладка накопительной емоединена с выходом второго канала 3 переноса заряда и катодом первого диода 4, анод которого соедичен с общей шиной, вторая обкладка накопи тельной емкости 1 соединена с катодом второго диода 5, вход и управляющий вход второго канала 3 переноса заряда соединены соответственно с входом 6 устройства и второй шины 7 управления, а управляющий вход и выход первого канала 2 переноса заряда соединены соответственно с анодом диода 5, первой управляющей шиной 8 и выходом 9 устройства. На фиг.3 в кавходу г да, пер кости с обретение относит к импульснои ля инвертих с переносом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент Франции В 2226252кл. Н 01 Т. 13/00, 1974.Патент США 9 3935477,кл. Н 03 К 19/40, 1976. технике и предназначено дрсвания заряда в приборазаряда.Цель изобретения - повышение точности инвертирования заряда,На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства инвертирования заряда; на фиг,2 - временные диаграммы работы устройства, на фиг,3 и 4 - схемы устройства инвертирования заряда, варианты.Устройство инвертирования заряда в приборах с переносом заряда (фиг.1) содержит накопительную емкость 1, вторая обкладка которой подключена к 2 Устройство для инвеотирования заряда в приборах с переносом заряда содержит накспительную емкость, первый и второй каналы переноса заряда, первый и второй диоды и вход, выход и две управляющие шины. Первый канал переноса заряда может быть реализован на р-и-р-транзисторе или 1 ЩП-транзисторе с п-каналом, а второй канал переноса заряда - на п-р-и-транзисторе или МДП-транзисторе с р-каналом. Введение второго канала переноса заряда и двух диодов позволяет увеличить точность инвертирования заряда эа счет использования каналов протиповоложного типа проводимости, коэффициент переноса заряда в которых имеет большую ве- Ф личину в связи с практическим отсутствисм потерь в базе. 2 э,п.ф-лы, 4 илС:честве первого и второго каналов переноса заряда использованы соответотвенно р"и-р и и-р-и-транзисторы Ои 11, а на фиг.4 в качестве первогои второго каналов переноса заряда ис 5пользованы МДП-транзисторы соответственно с и-каналами и р-каналами 12и 13.Устройство (фиг.З) работает следу- Оющим образом,В исходный момент времени (фиг.2)в емкости, подключенной к входу 6,хранится отрицательный заряд ц . Напряжение на эмиттере и-р-п-транзис 15тора 11 О = ц с на базе - болееотрицательное напряжение со второйшины 7 управления Б,= - Е, поэтомуи-р-п-транзистор 1 заперт, Емкость 1 разряжена (П .= О), поэтомунапряжение на коллекторе и-р-п-транзистора 11 и на эмиттере р-п-р-транзистора 10 равно напряжению на базепервой шины 8 управления +Е. В момент времени 1на вторую шину 7 управления подается импульс , устанавливающий на время (Г.- й) на базеи-р-п-транзистора 11 потенциал, равный нулю. Вследствие этого п-р-п-транзистор 11 открывается, и заряд ц30стекает через эмиттерный переходи-р-и-транзистора 11 до полного разряда второй емкости, п-р-и-транзистор 11 в это время находится в активном режиме, поэтому его ток коллектора с точностью до коэффициента пере- З 5дачи эмиттерного тока равен токуэмиттера. Положительное напряжениена коллекторе и-р-и-транзистора 11поддерживает закрытым диод 4. В результате разряда входной емкости и передачи эмиттерного тока в коллектор напервой обкладке накопительной емкости 1 формируется заряд,равныйвходному, Вторая обкладка в этом вре 45мя подключена через открытый диод 5к потенциалу +Е, и на ней накапливается заряд с . Напряжение на первойобкладке снижается до величины(Е -/с). По окончании импульса навторой шине 7 управления и до прихода импульса на первую шину 8 управления (интервал 1 - 1 ) п-р-и-транзистор 11 закрыт отрицательным напряжением на базе, р-и-р-транзистор 10 -положительным напряжением на базе, 55диоды 4 и 5 включены встречно черезнакопительную емкость 1, поэтомутоже закрыты, С приходом импульса на первую шину 8 управления открываетсяр-и"р-транзистор 10 и диод 4. Зарядразряжается через змиттерный переходр"п-р-транзистора 10, заряд Ч стекает в шину нулевого потенциала черездиод 4, Выходная емкость в исходномположении разряжена, поэтому напряжение на коллекторе р-и-р-транзистора 1 О равно -Е и р-и-р-транзистор 1 Онаходится в активном режиме. Его эмиттерный ток передается в коллектор,и тем самым заряд ц + переносится совторой обкладки накопительной емкости 1 на выход 9, Таким образом, зарядц ,поступивший на вход 6, преобразуется в заряд ц+ на выходе 9.Заряд и образован совокупностьюэлектронов и для его переноса используется п-р-и-транзистор 11, представляющий собой канал переноса отрицательных зарядов. Со второй обкладкинакопительной емкости 1 переноситсязаряд, образованный дырками, с помощью р-п-р-транзистора, представляющего собой канал переноса положительньгхзарядов,Таким образом, предлагаемое устройство реализует операцию переносана первую обкладку накопительной емкости входного заряда, носителями которого являются электроны, по каналус электронным типом проводимости (токчерез п-р-и-транзистор определяетсяэлектронами) и операцию переноса совторой обкладки накопительной емкостиположительного заряда, носителями которого являются дырки, по каналу с дырочным типом проводимости (р-и-ртранзистор),Каналы переноса заряда противоположных типов проводимости могут бытьвыполнены также на МДП-транзисторах(фиг.4) и интегральных приборах сзарядовой связью. Точность инвертирования определяется только коэффициентом переноса заряда в каналах, который для биполярных транзисторовлежит в диапазоне 0,99-0,999, а дляМДП-транзисторов еще выше в связи сотсутствием потерь в базе.Формула изобретения1. Устройство инвертирования заряда в приборах с переносом заряда, содержащее накопительную емкость, первый канал переноса заряда, вход которого подключен к второй обкладке5158054 накопительной емкости, выход соединен с выходом устройства, а управляющий вход подключен к первой шине управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности инвертирования заряда, введены второй канал переноса заряда противоположного знака, первый и второй диоды, причем вход второго канала переноса эа 1 О ряда соединен с входом устройства, управляющий вход подключен к второй шине управления, а выход второго канала переноса заряда соединен с катодом второго диода и с первой обкладкой накопительной емкости, катод второго диода подключен к второй обкладке накопительной емкости и к входу первого канала переноса заряда, анод второго диода подключен к первой шине 2 О управления, а анод первого диода соединен с шиной нулевого потенциала.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в качестве первого канала переноса использован 9 6р"п-р-транзистор, эмиттер, база иколлектор которого являются соответственно входом, управляющим входом ивыходом первого канала переноса заряда, а в качестве второго канала переноса заряда использован п-р-и-транзистор, эмиттер, база и коллектор которого являются входом, управляющим входом и выходом второго канала переносазаряда,3, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, в качестве первого канала переноса заряда использован 1 ЩП-транзистор с п-каналом, исток, затвор и сток которого являются соответственно входом, управляющим входом ивыходом первого канала переноса заряда, а в качестве второго канала переброса заряда использован ИДП-транзистор с р-каналом, исто, затвор и сток которого являются соответственно входом, управляющим входом и выходом второго канала переноса заряда.. %г,2 Составитель А.Ян Техред Л.Сердюко едактор И.Горная орректор С. Ч Тираж бб го комитет 5, Москва,изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгсрод, уп, Гагарина, 1 О Заказ 2022 5 ПодписноеВНИИПИ Государственно а по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 11303 Ж, Раушская наб., д. 4/5