Многовходовой пзс-сумматор

(51)5 С 06 Р 7/50 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВ 7 ОРСИ ов 1 овоселов НА 11 ь 4604723 ь50, опублик. 1свидетельство СС 06 Р 7/50,зарядовой связьба. - М.: Мирь5,.1 4. 86.ССР1986ю./Под1982,С-Сситсяожет УММАТОРк вычис ыть исоже"й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт Физики поков .СО АН СССР(57) Изобретение отнолительной технике и м БО 1594525 пользовано в системах обработки ин-Формации. Делью изобретения являет.ся расширение Функциональных возможностей сумматора. Многовходовой ПЗСсумматор содержит сдвиговые ПЗС-регистры 1.1-1.К, входной барьерныйзатвор смещения 2, затвор накопленная3, ПЗС-линейку 4, состоящую иэ барьерных затворов смещения 5.1-5.К и6.1-6.К, измерительных затворов 7.17.К и 81-8.К и МОП-транзисторов 9.19.К и 10,1-10,К, барьерные затворыпередачи 11.1-11.2 К, передающие затворы 12.1-12.К, затворы результата3.1-13.К, линейку 14 транзисторов14. 1-14.К, регистр результата 15 идиФфузионные области 16.1-16.К и17.1-17.К. Сумматор выполняет слние Кп-разрядньж чисел за (и+1 о 8тактов. 5 ил.35 Изобретение относится к вычисли".тельной технике и может быть использовано в системах обработки информации.5Цель изобретения - раснирение Функциональных возможностей ПЗС-сумматораНа Фиг. 1 представлена Функциональная схема многовходового ПЗСсумматора; на Фиг. 2 - временная диаграмма работы ПЗС-сумматора; наФиг. 3-5 - потенциальные рельеФЫПЗС-линейки сумматора в моменты ФорМирования уплотненного кода, ФормироВания переносов в следующий разряд иперетекания зарядов переноса под затВор накопления соответственно.Многовходовой ПЗС-сумматор содерЖит сдвиговые и-разрядные ПЗС-регистры 1. 1-1.К, входной барьерный. затвор.2 смещения, затвор 3 накопления, ПЗСлинейку 4, состоящую из барьерных .затворов 5.1-5,К и 6.1-6.К смещения,йэмерительных затворов 7.1-7.К и 8. 1- 25З.К и МОП-транзисторов 9.1-9.К и10.1-10.К, барьерные затворы 11,111.2 К передачи, передающие затворы 12,1-12.К, затворы 13.1-13,К результата, линейку 14 транзисторов 3014.1-14.К, регистр 15 результата,диФФузионные области 16.1-16,К и17.1-17.К и имеет входы смещения Уи ПВхОды управляющих Фаэ П РЦвходы питающих Фаз И - Г ивходы импульсного питания Нк,-Н .ПЗС-сумматор работает следующимобразом., Сложение К п-разрядных слагаемыхОсуществляется последовательно за(и+1 ОВК) тато, в каждом иэ которых Формируется один разряд результата. При этом каждый такт включаетв себя четыре Фазы,В первой Фазе 1-го такта (1 = 1 452,п) на вход 0, подается активный сигнал в течение времени Тн(Фиг, 2). При этом варядовые пакеты,(наличие заряда в потенциальной ямепод затвором соответствует логической единице, а отсутствие - логическому нулю), соответствующие 1-м разрядам слагаемых, перетекают из регистров 1,1-1.К под затвором 2 в потенциальную яму под затвором 3, гВо второй Фазе сигнал с входа Уснимается, на затворы 5.1-5.К и 6.16.К с входов Б и У подается напря- .жение смещения Б , а на затворы 7.1 са 7.К и 8.1-8.К с входов. Б и Бчерез открытые транзисторы 10,1-10. К - напряжение питания Е . При этом суммарный заряд, накопленный в первой Фазе под затвором З,распространяется вдоль ПЗС-линейки 4 (Фиг., 3). При этом в потенциальной яме под каждым иэ измерительных затворов 7.1-7.К и 8.1-8.К может накопиться только один зарядовый пакет. В результате заполненными окажутся потенциальные ямы под Ь измерительными затворами, ближайшими к затвору 3, где Ь - число зарядовых пакетов, накопленных под затвором 3 в первой Фазе.В третьей Фазе на затворы 13.1- 13.К с входа Б,Р подается напряжение 2 Е, а на затворы 11.1-11.2 К с входа 1 - напряжение Е, На затвор 12, поступает сигнал с зарядочувствительного затвора 8.1 (ь. = 1,2 К), Если заряд под затвором 8.х отсутствует, то под затвором 1.1 снимается потенциальный барьер, и заряд из-под затвора 7. протекает под затворами 11.(23.-1) 12, и 11,21 в потенциальную яму под затвором 13,д., При наличии заряда под затвором 8,1 потенциальный барьер под затвором 12.х не . позволяет перетечь заряду из-под затвора 7 При этом транзисторы 10,1-.10,К обеспечивают плавающий режим работы зарядочувствительного прибора 8 - 12. Таким образом, при нечетном значении Ь в конце третьей Фазы под одним из затворов 13.1-13.К (а именЬ+1но под затвором 13,( ) окажется зарядовый пакет. При четном значении Ь зарядовых пакетов под затворами13.1-13.К не будет. Независимо от значения Ь в конце третьей Фазы под затворами 7.1-7.К и 8.1-8.К остается четное число зарядовых пакетов.В четвертой Фазе сигнал с входа Б снимается, а сигнал с входа Б э Чфоткрывает транзисторы в линейке 14. При наличии зарядового пакета под одним из затворов 13. он через соответствующую диФФузионную область 17.3. и открытый транзистор 14.х переместится в младпий разряд регистра 15.0 дновременно сигнал с входа Н, открывает транэисторы 9.1-9.К и зарядовые пакеты иэ-под затворов 7,1-7.К через диФФузионные области 16,1-16.Кн транзисторы 9.1-9.К сбрасываются в5 15 источник сигналов, подключенный квходу Бз, Таким образом, число зарядовых пакетов, находившихся под измерительными затворами линейки 4, уменьшается в два раза (фиг, 4). Оставшиеся под завторами 8,1-8.К зарядовые пакеты представляют собой переносы в следующий разряд.В первой фазе следующего такта зарядовые пакеты, оставшиеся под затворами 8.1-8,К, переносятся под затвор 3 путем организации стандартного четырехфазного (У, - Б )режима работы ПЗС-линейки 4 (фиг. 5). Это происходит одновременно с передачей в потенциальную яму под затвором 3 зарядовых пакетов из очередного разряда входных регистров 1.1-1.К. В ре. зультате в конце первой фазы под затвором 3 накапливаются все зарядовые пакеты, соответствующие двоичным переменным с одинаковым весовым коэффициентом. Следует отметить, что в 1 оя К последних та.:тах зарядовыегпакеты поступают в потенциальную яму под затвором 3 только из-под затворов 8,1-8,К,формула изобретения Иноговходовой ПЗС-сумматор, содержащий два измерительных затвора, затвор результата, два барьерных затвора смещения, передающий затвор, причем первый буферный затвор смещения зарядно связан с первым измерительным затвором, который, через второй буферный затвор смещения заряд- но связан с вторым измерительным затвором, который соединен с передающим затвором, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей ПЗС-сумматора, в него введены К сдвиговых и-разрядных ПЗС-регистров, входной барьерный затвор смещения, затвор накопления, 2(К) барьерных затворов смещения, 2(К) измерительных затворов, Кпередающих затворов, 2 К барьерных затворов передачи, Кзатворов результата, 2 К диффузионных областей, ЗК ИОП-транзисторов и (и+1 о 8 К)-разрядный сдвиговый регистр 10 15 20 25 30 35 45 50 результата, причем младшие разряды Ксдвиговых ПЗС-регистров через входной барьерный затвор смещения, который подключен к первому входу смещения ПЗС-сумматора, зарядно связаны сзатвором :акопления, который подкгпочен к входу первой управляющей фазы ПЗС-сумматора и через первый барьерный затвор смещения зарядно связан с первым измерительным затвором,2 д-й измерительный затвор ( = 1,2,,К) соединен с истоком -го транзистора, сток и затвор которого подключены соответственно к входу первойпитающей фазы ПЗС-сумматора и к первому входу импульсного питания ПЗСсумматора, 2-й барьерный затвор смещения подключен к входу второй питающей фазы ПЗС-сумматора, (2-1)-й измерительный затвор подключен к входутретьей питающей фазы ПЗС-сумматора иперекрывает д-ю диффузионную область,которая соединена с истоком (К+О-гоПЗС-транзистора, сток и затвор которо-,го подключены соответственно к входутретьей питающей фазы ПЗС-сумматораи к второму входу импульсного пита-,ния ПЗС-сумматора, (21-1)-й барьерный затвор смещения подключен к входу четвертой питающей фазы ПЗС-сумматора 1-й измерительный затвор (2,32 К) через (1+1)-й барьерный затвор смещения эарядно связанс (1+1)-м измерительным затвором,2 ш-й измерительный затвор (и = 2,ЗК) соединен с ш-м передающимзатвором (2 г.-1)-й измерительный затвор через (2 г.-1)-й барьерный затворпередачи эарядно связан с -м передающим затвором, который через 2 г.-йбарьерный затвор передачи зарядносвязан с -м затвором результата, который подключен к входу второй управляющей фазы ПЗС-сумматора и перекрывает (К+ь)-ю диффузионную область, которая соединена с истоком (2 К+г.)-готранзистора, сток и затвор которогоподключены соответственно к входурегистра результата и третьему входуимпульсного питания ПЗС-сумматора,барьерные затворы передачи объединены и подключены к второму входу.смещения ПЗС"сумматора.359452 Составитель В. ЧернТехрел М,Ходацнч Хак тор Р. Папп е рректо ьский комбинат "Натент", г. Ужгород агарина, 10 роизводственно 829Госуда Тираж 564 ного комитета по изоб 035, Москва, Ж 35, Ра Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССкая наб д,. 4/5