Запоминающее устройство на регистрах с зарядовой связью

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия и 11 б 4037 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 16,03.76 (21) 233620618-24с присоединением заявки Ме 1) М. 1 л.б 11 С 19/28 Государстеенный комнт(45) Дата опубликования описания 30.12.78 открыт 2) Автор изобретени(71) Заявитель ститут электронного машиностроения(54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО НА РЕГИСТРА С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ5 льный трехфазный ) с зарядовой свябражена схема запоминаа (для определенности поржащий четыре столбца надцать строк (длина внут - три бита); на фиг. 2 -иг. 1 из устройст СР, сод ) и один матриць На фющего казан (с=4 ренней Изооретение относится к области полутроводниковых интегральных схем (ИС) иможет быть использовано при создании запоминающих устройств на приборах с зарядовой связью (ПЗС).Известен последоватесдвиговый регистр (СРзью 1,Известный СР не допускает построениядостаточно длинных цепочек, состоящих из 1 обольшого количества последовательныхПЗС-элементов, вследствие возрастания потерь заряда при передаче. При построснипЗУ и ПЗС это существенно снижает степень интеграции из-за необходимости включения элементов восстановления информации через определенное количество последовательных ПЗС,Указанный недостаток устранен в СРпоследовательно-параллельно - последовательного типа 2. Устройство являетсянаиболее близким известным техническимрешением к данному изобретению.Оно содержит входной и выходной последовательные трехфазные сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих фаз генератора тактовых импульсов, и информационную матрицу. Недостатком последовательно-параллель по-последовательного СР с зарядовой связью является усложненпесхем тактовых генераторов, обусловленное необходимостью нарушения регулярности следования высокочастотных тактовых импульсов, и как следствие этого - снижение надежности запоминающего устройства на ПЗС.Целью изобретения является повышение надежности устройства.Для этого в запоминающее устройство на регистрах с зарядовой связью введены скрытые затворы, МДП-транзисторы в цепях управления третьей фазы входного регистра и разделительные затворы, причем истоки МДП-транзисторов соединены с соответствующими скрытыми затворами, стоки подключены к выходу второй фазы генератора тактовых импульсов, а затворы соединены с соответствующей фазой генератора тактовых импульсов и с разделительными затворами, включенными между входным регистром и информационной ма- н5 1 О 15 2 П 25 30 35 4 О 45 50 55 6 О 55 3структура входного СР (в разрезе, выделен участок, соответствующий одному биту); на фиг. 3 - временные диаграммы тактовых импульсов; на фиг. 4 - временные диаграммы высокочастотных тактовых импульсов и низкочастотных разделительных импульсов (в увеличенном масштабе).Входной последовательный трехфазныйсдвиговый регистр состоит из затворов 1 - 11. На входе его расположены входная диффузионная область 12, проводимость всех диффузионных областей противоположна проводимости подложки 13, и входной затвор 14, с помощью которых осуществляется ввод информации в запоминающее устройство, Каждый ПЗС - элемент третьей фазы входного регистра 14 помимо затворов 3, 6, 9, подключенных к генератору тактовых импульсов, содержит скрытый затвор 15, 16, 17. Скрытый затвор соединен с истоком соответствующего МДП- транзистора 18, 19, 20. Стоки этих МДП- транзисторов подключены к выходу второй фазы Ф 2 генератора тактовых импульсов, а затворы - к генератору низкочастотных импудьсов Фр.Выходной трехфазный сдвиговый последовательный регистр образовали разделительными затворами 21 - 30. На выходе расположены выходной затвор 31 и выходная диффузионная область 32, с помощью которой осуществляется вывод информации из СР запоминающего устройства.Внутренняя информационная матрица запоминающего устройства состоит из затворов 33 - 64, образующих параллельные каналы передачи информации 33 - 40, 41 - 48, 49 - 56, 57 - 64. Между матрицей и входным и выходньгм последовательными регистрами расположены разделительные затворы 65 - 76, управляемые низкочастотнымиразделительными импульсами Ф,р, Ф,р для определенности рассматриваются ПЗС с каналом л-типа (в р-канальных приборах все напряжения - отрицательные), Применение разделительных затворов позволяет при обеспечении непрерывного режима работы СР (без остановок высокочастотных тактовых генераторов Фф, Ф,) использовать для управления внутренней матрицей стандартные трехфазные тактовые импульсы низкой частоты Фрф, Фэ смдлиной плоской части р 1 и пологими37фронтами, слабо синхронизированные с высокочастотными тактовьми импульсами Ф Ф Ф, (жесткая синхронизация требуется лишь для разделительных импульсов Ф,р, Фр). За счет этого существенно уменьшаются потери заряда при передаче во внутренней матрице и ослабляются требования к быстродействию генераторов низкочастотньх импульсов Фм, ф 2 м фзм, нагруженных на значительно большие емкости по сравнению с остальными тактовыми генераторами. Для исключения паразитных связей между параллельными каналами внутренней матрицы через затворывходного и выходного регистров ширина затворов второй и третьей фаз Ф 2, Ф, входного регистра и первой фазы Ф, выходного регистра увеличена по сравнению с остальными.Входной регистр работает следующим образом.В интервалах между циклами обмена зарядами репстров с матрицей, когда разделительный импульс Ф,р отсутствует, разделительные затворы 65 - 68 и МДП-транзисторы 18 - 20, подключенные к скрытым затворам 15, 16, 17, закрыты. При этом скрытые затворы работают в плавающем режиме, т. с. псрсдают изменения потенциала, приложенные к тактовым электподам трстьей фазы Ф, 3, 6, 9, а входной регистр работает как обычный трехфазный послеловательный СР.С поступлением в момент времени 1 разделительного импульса Ф,р МДП-транзисторы 18 - 20 открываются, подключая скрытые затворы 15, 16, 17 к генератору тактовых импульсов второй фазы Ф. Поэтому с окончанием импульса Ф, (момент времени 1,) напряжения на затворах второй фазы 2, 5, 8, 11 и на скрытых затворах 15, 16, 17 снижаются до уровня У, и зарядовые пакеты, хранившиеся под затворами второй фазы входного регистра 2, 5, 8, 11, передаются под разделительные затворы 65 - 68 и соответствующие электроды внутренней матрицы, ооразованной затворами 33, 41, 49, 57. По окончании импульса Ф, (момент времени 1 з) напряжение на скрытых затворах остается равным У, так как подключенные к ним МДП-транзисторы по-прежнему открыты. Наконец, с окончанием разделительного импульса Ф,р (момент ,) разделительные загворы 65 - 68 закрываются, изолируя внутреннюю матрицу от входного регистра, а скрытые затворы опять переводятся в плавающий режим. Таиим образом, входной регистр продолжает работать как обычный последовательный СР (вследствие задержки заднего фронта импульса Фр относительно заднего фронта импульса Ф, потенциалы плавающих скрытых затворов в отсутствие импульса Фравняются У) Уо, где У, - ,пороговое напряжение МДП-структурь, тем самым обеспечивается начальное обеднение подложки под скрытыми затворами, аналогичное остальным затворам). Использование отдельного МДП-транзистора для каждого скрытого затвора позволяет увеличить потенциалы плавающих скрытых затворов во время действия импульса Фз, вследствие уменьшения нагрузочных емкостей, подключенных к ним.- озг 5315701 1. Применение во входном регистре скрытых затворов, соединенных с тактовым генератором через МДП-транзисторы, позволяет управлять им с помощью стандартных трехфазных тактовых импульсов с неизменными фазовыми соотношениями между ними (которые аналогичны тактовым импульсам в обычных последовательных СР). За счет этого существенно упрощаются схемы тактовых генераторов для последовательно - параллельно - последовательных СР с зарядовой связью и, следовательно, повышается надежность запоминающего устройства на ПЗС. формула изобретенияЗапоминающее устройство на регистрах с зарядовой связью, содержащее входной и выходной последовательные трехфазные сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих фаз генератора тактовых импульсов, и информационную матрицу, отличающее е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит скры 5 тые затворы, МДП-транзисторы в цепях управления третьей фазы входного регистра,и разделительные затворы, причем истокиМДП-траизисторов соединены с соответствующими скрытыми затворами, стоки под 1 О ключены к выходу второй фазы генераторатактовых импульсов, а затворы соединеныс соответствующими фазами генераторатактовых импульсов и с разделительнымизатворами, включенными между входнымрсгистром и информационной матрицей,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Зарубежная электронная техника13, 1972, с. 4.2, Зарубежная электроннаятехника 9,1975, с. 44.ив5 иин Фиив ин ив ин р и ив и гр Фиг аказ 1325/14 Изд. л 1 е 821 Тираж 692 НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Подписноткрытий пография, пр. Сапунова, 2 Составитель Г. Мамджян Редактор Ю. Челюканов Техред А. Камышников