專利名稱:電荷偶合橫向濾波器的制作方法
本發(fā)明涉及一種由多級串接的電荷耦合器件組成的電荷耦合橫向濾波器。它包括供施加輸入信號用的第一裝置;用來使輸入信號與加權(quán)因子相乘的、將該輸入信號形成若干加權(quán)的信號，再把加權(quán)的信號以并行方式加至電荷耦合器件的所說級中去的第二裝置;以及用來將加入的信號通過電荷耦合器件傳至與讀出裝置相連的輸出端的第三裝置。這種電荷耦合器件是埋溝型的，在其半導體主體的表面上有一傳輸電荷的通道，并具有主要由一種導電型形成的表面層。該表面層可以在其整個厚度上是耗盡的，并提供一排構(gòu)成所說的第三裝置之要素的電荷，該表面層還包括一組第二導電型的表面區(qū)。這些電極全部與電荷耦合器件所說的各級連在一起，而且每一個表面區(qū)之內(nèi)或之上均有第一導電型的一個區(qū)，這些電極被第二導電型的相關(guān)表面區(qū)的中間部分與第一導電型的半導體層分開。
在文獻經(jīng)常提到電荷耦合橫向濾波器。大多數(shù)常用的電荷耦合器件(CCD)是由MOS元件組成的。在該器件中，用于存儲和傳輸電荷包的電極都是在傳輸電荷通道上面的一層薄氧化層上形成一些導電層。在一結(jié)構(gòu)密排的實施例中，輸入信號是串聯(lián)地加至CCD的輸入端上的，而加權(quán)的輸出信號則以并行方式從CCD的各級引出。然后，在相加器中將它們彼此相加。
前段所述的這種電荷耦合橫向濾波器尤其可從E.A.Wolshei-mer的、于1983年4月出版的、IEEE Journal of Solid State Circuits，Volume SC-18，No.2，PP 193～200的、題為“一種以高速線性電荷注入的并入串出結(jié)型電荷耦合器件濾波器”(A PISO JCCD Filter with High-SpeedLinear Charge Injection)的論文得知。在該種器件中，采用了一種埋溝型的CCD。該電荷傳輸通道是由生長在p-型基片上的一個n型外延層形成的。該電極是由構(gòu)成外延層的P-N結(jié)的p-型表面區(qū)組成的。因有這些結(jié)，故該器件被稱作JCCD(結(jié)型 CCD)。工作時，這些結(jié)加反向偏置。與上述常規(guī)橫向濾波器相反，由所有的輸入信號形成若干個以并行方式加到CCD的加權(quán)信號，經(jīng)過電荷傳輸通道，并在CCD中與先前引入的加權(quán)信號相加。相加后的信號經(jīng)過通道傳至通道的輸出端。在該輸出端輸出信號能以串行方式取出(PISO＝并入一串出)。這種公知的器件特別具有下列優(yōu)點，即能采用雙極制造工藝，因此濾波器能與雙極電路集成在一個公共半導體主體上。為了引入加權(quán)后的輸入信號，n-型區(qū)可在相連的p-型區(qū)中形成，這樣可得到一個雙極晶體管結(jié)構(gòu)，其中的n區(qū)構(gòu)成發(fā)射極，作為CCD電極的p型表面區(qū)構(gòu)成基極，而n型電荷傳輸通道的下面部位構(gòu)成了其集電極。在上述出版物中，介紹了一種在CCD輸入級引入加權(quán)信號作為發(fā)射極電流的方法。
在已知的濾波器中，對每個輸入級均能執(zhí)行其電壓/電流轉(zhuǎn)換。除濾波器的系數(shù)或加權(quán)因子在CCD外部形成之外，該法還要求一個快速外圍電路。此外，還采用二條JCCD線，一條供正加權(quán)因子使用，另一條供負加權(quán)因子使用。
本發(fā)明的目的尤其在于提供開頭段落所述的那種電荷耦合橫向濾波器，結(jié)構(gòu)較簡單，所需要的外圍電路數(shù)量也較少。本發(fā)明更進一步的目的在于提供一種把具有正加權(quán)因子和負加權(quán)因子的那些級安排在一個公共JCCD上的電荷耦合橫向濾波器。
本發(fā)明尤其以這樣一個公認的事實為基礎(chǔ)，即它可以方便地把待濾波的信號先轉(zhuǎn)換成電流，然后再按照加權(quán)因子所決定的比值將電流分配到所有的各個級上。
根據(jù)本發(fā)明的電荷耦合橫向濾波器，其特征是提供一種用以將輸入信號按其幅值的大小轉(zhuǎn)換成電流的裝置，第一導電型區(qū)的表面面積構(gòu)成了所說的加權(quán)因子，而這些區(qū)又被一起連接到一個提供所說的電流的一個公共接點上。采用本發(fā)明，電路布局變得十分簡單，對所說的若干級僅僅需要一個電壓/電流轉(zhuǎn)換，此外所需的本來由分立元件構(gòu)成的加權(quán)因子，則可以集成在該CCD之中。
一個由于正系數(shù)和負系數(shù)只要求單一的CCD的結(jié)構(gòu)密排的最佳實施例之特征在于一排電極除了包括第二導電型的所說的一組表面區(qū)(以下稱作第一組)之外，還包括第二導電型的第二組表面區(qū)，后者均與所說的電荷耦合器件的各級相連;每個這些表面區(qū)之內(nèi)或之上都有一個第一導電型的區(qū)，這些表面區(qū)被相連的第二導電型表面區(qū)的中間部位與第一導電型半導體層分開，每一個這種第一導電型的區(qū)表面面積構(gòu)成一個所說的加權(quán)因子，而這些區(qū)均接在一個公共接點(以下稱作第二接點)上;并具備一個把與輸入信號幅值成反比的電流加到第二接點上的裝置。
現(xiàn)在參照一個實施例和附圖，對本發(fā)明加以更全面的描述。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種電荷耦合橫向濾波器的電路框圖。
圖2為這種濾波器一實施例的縱向剖面圖。
圖3是圖2所示的實施例俯視圖。
圖4和圖5都是圖2所示實施例的剖面圖。
圖6為這種濾波器的部分電路。
圖7為圖2所示器件運行時所用的時鐘電壓。
圖8為時鐘電壓存在時，在傳輸通道中的電位分配情況。
圖9為本發(fā)明濾波器的第二實施例的俯視圖。
圖10表明了圖9所示器件的電路。
圖11為本發(fā)明的濾波器的第三實施例的電路框圖。
圖12為本發(fā)明的濾波器的第四實施例的電路框圖。
圖1表明了本發(fā)明所涉及的一種電荷耦合橫向濾波器的原理電路框圖。該電路包括一個電荷耦合器件1，在此器件內(nèi)，電荷是按順時針方向轉(zhuǎn)移的，于輸出端2取出輸入信號。器件1代表著一系列的級3，彼此之間有電荷轉(zhuǎn)移。各個級3均備有并行輸入端4，通過它們可提供并行的輸入信號。這些輸入信號通過將待濾波信號S與加權(quán)因子α0、α1、α2等相乘后得到的。對于瞬時輸出信號，下列公式是成立的Vout(t)＝Σn=0N]]>αnS(t-nT)其中，T代表每級的延時。系數(shù)αo…αn可從所要求的濾波器特性計算出來。
圖2示出了本發(fā)明的并入串出式的橫向濾波器的電路圖，剖面圖中所示的電荷耦合器件就是前述出版物中的JCCD型器件。圖3～5示出了這種電荷耦合器件的部分俯視圖以及垂直電荷轉(zhuǎn)移方向上的幾個剖面圖。該器件是在半導體主體6上構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)可選用在一個P型硅基片7上再生長一層n型外延層8的常規(guī)雙極集成電路之結(jié)構(gòu)。JCCD的隱埋溝道是在外延層8的島形部位9形成的。外延層8的側(cè)向邊界由島形隔離層10所限定。在本實施例中，隔離島是由從半導體主體的表面穿過外延層8延伸至基片7的P型區(qū)所組成的。當然，本發(fā)明并不受此限制，其它的便于應用的公知的隔離工藝也是適用的。例如，其中的P型區(qū)10可用氮化硅結(jié)構(gòu)或溝槽來代替。由P-N結(jié)16與溝道9分開的P型區(qū)12、13、14和15所構(gòu)成的電極代替了通常用來引入時鐘電壓的MOS電極。由俯視圖3以及剖面圖4和5可知，區(qū)域12～15大體上延伸在溝道9的整個寬度上。很明顯，在島狀隔離層是用介質(zhì)材料(如SiO2)或溝槽構(gòu)成的情況下，區(qū)域12～15可延伸在溝道(島)10的整個寬度上。但是，在島狀隔離層是由P型區(qū)構(gòu)成的本申請案的情況下，在區(qū)域10和電極12～15之間應留有足夠大的空隙18，至少在加電壓后，使區(qū)域10和電極12～15不被擊穿。本案中，空隙18的尺寸大約選用4微米左右。為了得到空隙18的一個精確定義，隔離層10是由兩部分組成的，即10a和10b。部分10a，所謂的深部分，從半導體主體表面延伸至基片7。該區(qū)一般在制作工藝的前階段先形成。例如，在外延層8生長之后就形成了。區(qū)域10b與區(qū)域10a互相搭接，并且少至沉著島9的邊緣部分超出區(qū)域10a的邊緣。與電極12～15一起限定了空隙18的區(qū)域10b是與電極12～15同時形成的，并且是用同一個掩模與電極12～15一起被確定的。因而應注意，對于空隙18的容差應小于常規(guī)隔離島所用的只由深區(qū)10a組成的島形隔離層10的空隙容差。
該電荷耦合器起一個準2相器件的4相器件的作用。電極12和14起著傳遞電極的作用，并且比較窄(例如10微米左右)。電極13和15起存儲電極的作用，其寬度約為20微米。通常這些電極分別接在送出電壓φ1、φ2、φ3和φ4的時鐘線20～23上。時鐘線21、22和23由第一層布線的鋁條組成，并且通過覆蓋表面的氧化層24上的窗孔與區(qū)域(電極)12～14直接連接，參看圖3～5。時鐘線23也由一個鋁條構(gòu)成，是在第1層布線制作的，并且通過交叉接點與電極(區(qū)域)15相連。此交叉接點由第二布線層的鋁條25構(gòu)成，第二層布線與下層布線由隔離層26隔開。通過隔離層26上制備的接觸孔，使鋁條25一端與時鐘線23相連，另一端與區(qū)域15相連。如圖5所表示的，為使鋁條25與電極15相連，制備了一個焊孔27，它是在下層布線層內(nèi)形成的，并且還有些制作工藝上的優(yōu)點，當然這不主要的。
輸出級31可以是常規(guī)類型的，它可以由n型區(qū)32構(gòu)成，用以存儲待讀出的電荷。為此，區(qū)域32可接至一個源極跟隨放大器33的輸入端。該放大器有一個輸出端34，由此可取出輸出信號。區(qū)域32同時還與一個復位晶體管35的一個主電極相連，而另一個主電極可以施加一個合適的參考電壓Vref。該晶體管可以由施加在晶體管35柵(基)極上的時鐘信號φr控制其導通和截止。
圖2所示的晶體管33和35為JFET晶體管。若需要，可將晶體管35制備在島(溝道)9內(nèi)，但也可以安排在半導體主體中的另一個島內(nèi)。晶體管33制作在另一個單獨的島內(nèi)。然而，除了JFET33和35之外采用其它類型的晶體管，如雙極晶體管，也是適用的。
在最后一個時鐘電極(區(qū))15和n型區(qū)32之間制備一個附加的電極，該電極由P型區(qū)36構(gòu)成，施加一個恒定電壓Vdc，用以避免時鐘電壓和輸出之間的串話干擾。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，Vdc之值可以簡單方式，在施加到電極15的時鐘電壓的高電平至低電平之間選取。
加權(quán)后的輸入信號以并行方式輸入所通過的那些輸入級全都是與電極13一起集成的。為此，把與這些輸入級相連的、在P型區(qū)13之內(nèi)形成的n型表面區(qū)37，經(jīng)過接線38共同連到可提供與信號相關(guān)的電流的電流源39上。區(qū)域37構(gòu)成雙極晶體管的發(fā)射極，P-型區(qū)13構(gòu)成其基極，而溝道9下面的部分構(gòu)成其集電極。在圖1的電路框圖中標為α0、α1、…αn的加權(quán)因子根據(jù)本發(fā)明依次由區(qū)域37的發(fā)射極表面積的大小來構(gòu)成。在俯視圖3中，僅列出三個輸入級，在此實例中，其發(fā)射極是由自左向右依次增長的長度所代表的。因為發(fā)射極表面面積的精確比值是很重要的，為了獲得預期的濾波性能，采用寬度大致相等而長寬不同的發(fā)射極37是很方便的。
由于發(fā)射極37與基區(qū)13完全類似，都是互連的，各晶體管的射-基電壓是彼此相等的，故各級中電流之間的比值完全取決于發(fā)射區(qū)37發(fā)射表面積的比值。因此加權(quán)因子α0、α1、α2…αn可完全集成在電荷耦合器之內(nèi)，而不在電荷耦合器之外再加添其它裝置。況且一個信號/電流轉(zhuǎn)換已經(jīng)足夠，因此與前述公知的器件相比，是相當簡單的。
圖6從電路技術(shù)觀點出發(fā)給出了濾波器的電路圖。P型區(qū)13和n型區(qū)37在這里分別代表了三個晶體管的基極和發(fā)射極，其基極是由一個時鐘電壓φ2來驅(qū)動的。為了表示發(fā)射極尺寸上的差異，左邊晶體管用一個發(fā)射極;中間那個晶體管用2個發(fā)射極;而右邊的晶體管用三個發(fā)射極來表示。在圖6的電路圖中，提供與信號相關(guān)的電流的裝置39僅由一個晶體管40構(gòu)成。晶體管40的集電極一般與發(fā)射極37相接。可將待濾波的輸入信號Vsign加至其基極。很明顯，無需再作進一步解釋，該晶體管可集成在半導體主體1之內(nèi)。
為了把電荷一級一級地傳遞下去，原則上可采用任意一種4相時鐘電路圖。然而，在本實施例中，最好采用一個恒安電壓與時鐘電壓一起施加到電極13的辦法，這樣可以盡可能地避免時鐘電壓與通過晶體管13、37注入的電荷的串話干擾。圖7示出了時鐘電壓與時間t的函數(shù)關(guān)系。
該電路為準2相電路，按4相接法運行。電極(區(qū))12和14起傳遞電極的作用，而電極13和15起存儲電極的作用。電極12和13設置在某個固定電平，為簡便起見，在圖中用φ2和φ1表示，所選的φ1比φ2略低一個參考電平Vo，以便為了在電極12附近得到一個勢壘。時鐘信號φ3和φ4是同相位的，φ3比φ4也略低一個參考電平Vo。φ1和φ2的電平分別處于φ3和φ4高電平和低電平之間約一半的地方。圖8表示在t1和t2時刻的在溝道9內(nèi)電極12～15的電位變化。圖中所標的電位方向是向下的。
在t2時刻，φ3和φ4都處于低電平，因此勢壘出現(xiàn)在毗連的電極處，而勢阱出現(xiàn)在其它電極處。圖8的φ2表明了在電極13存在一個電荷包42，它可由前級傳遞給這些電極的電荷和根據(jù)t2時刻的瞬時輸入信號和與此級相類的加權(quán)因子αi所施加的電荷所組成。在t2時刻，φ3和φ4都處于高電平，這就是說處于比φ3和φ4更高的電平。這時，在與φ3毗連的電極15處，形成了勢阱，除非由于電荷的傳遞，其電位會有所變化外，電極13的電勢是不變的。在電極15(φ3)處的電荷42流向勢阱。同時，根據(jù)瞬時輸入信號，新的電荷將補充給該電荷包。這種補充直到電荷42進一步被傳遞到下一個電極13的勢阱中，當φ3和φ4返回低電平時，才能終止。
按此模式工作時，基本能完全避免濾波器輸入級的時鐘電壓的串話干擾，因而也能避免輸入信號的失真。進而可100%地利用時鐘周期進行采樣。
在本文所述的實施例中，加權(quán)因子α1、α2、…αn均具有相同的符號(或+，或-)。本發(fā)明亦能在具有正、負二種加權(quán)因子的橫向濾波器中使用。這種用法可以很方便地由二個具有上述結(jié)構(gòu)的電荷耦合器件構(gòu)成。其中之一構(gòu)成供正加權(quán)因子使用的相加器件，而另一個構(gòu)成供負加權(quán)因子使用的相加器件。其輸出端，比如接至一差分放大器的輸入端，其輸出就是最終濾波的輸出信號。
在下面的實施例中，將介紹一種只采用一個電荷耦合器的但具有正、負加權(quán)因子的橫向濾波器。圖9給出了這類濾波器的部分俯視圖。為簡便起見，在這些圖中，對于相應的部件采用了與圖3相同的參考標號。該器件還包括一種呈n型島9的隱埋溝道，其中的P型表面壓12～15都用作時鐘電極。為了清楚起見，只給出了幾個不作輸入端用的電極12、14和15以及電極13。大多數(shù)的這類電極在圖中被省略了，但是在電極13.1和13.2間的電極都如實地表示出來了。在圖中也示出了這些電極與時鐘線20～23的連接，圖7所示的時鐘電壓φ1、φ2、φ3和φ4是施加到這些線上的。用作輸入端的電極13在圖9中分為組，分別標為13.1和13.2。電極13.1是為接在一個公共電源線50上的發(fā)射極37.1而制備的，而電極13.2是為接在另一個公共電源線51上的發(fā)射極37.2而制備的。發(fā)射極37.1和37.2的大小也構(gòu)成了加權(quán)因子，此時，發(fā)射極37.1代表著正的加權(quán)因子，而發(fā)射極37.2代表著負的加權(quán)因子。在圖9中表示了三級正加權(quán)因子及二級負加權(quán)因子，但這些數(shù)目可以變化。圖9中的正加權(quán)因子與負加權(quán)因子是可以交換其位置，但是顯然沒有這個必要。
圖10給出了類似于只有一個橫向濾波器圖6的、具有正加權(quán)系數(shù)和負加權(quán)系數(shù)一個電路原理圖，并且用晶體管52.1和52.2的發(fā)射極37的數(shù)目指明了加權(quán)因子的值。為提供電流，發(fā)射極37.1的公共發(fā)射極50是與晶體管53的集電極相連的。同樣，發(fā)射極37.2的公共發(fā)射極51是與晶體管54的集電極相接的。規(guī)格相同的晶體管53和54一般把發(fā)射極經(jīng)過相等的電阻R/2接至電流源55。晶體管54的基極被接到一個適當選擇的參考電壓Vo上，晶體管53的基極經(jīng)一個信號源56也接至參考電壓Vo上。
工作時，當輸入信號Us＝O時，電流Ig將流經(jīng)兩個支路。當US不等于O且為正時，晶體管53將抽取稍大的電流，其大小與US值有關(guān)，而流經(jīng)晶體管54的電流按比例地減小些。電流Ig+ig則流過由晶體管53構(gòu)成的支路，電流Ig-ig將流經(jīng)由晶體管54組成的支路。其中，Ig代表一個直流電平，而ig代表信號電流。
反之，當輸入信號為負時，電流Ig-ig將流經(jīng)由晶體管53組成的支路，電流Ig+ig將流經(jīng)由晶體管54組成的支路。
因此，在晶體管52.1和52.2可以得到一對極性相互反的信號電流加在作為參考電平的直流電流Ig之上。
對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可根據(jù)具體情況按簡單的方法選取Ig之值。Ig的最小值一般是由ig的最大值決定的。Ig的最大值一般是由CCD通道的電荷存儲容量確定的。為了得到US～ig之間的線性關(guān)系，圖10的電路原理圖中的電阻R/2應遠遠大于晶體管53、54基一射結(jié)的內(nèi)阻抗，這也就是說，ig應近似等于 (Us)/(R) ，因而R應選取遠遠大于 (2KT)/(qIg) 的值。其中K代表波耳茲曼常數(shù)，T代表絕對溫度，q代表單個電荷電量，而Ig代表晶體管的直流調(diào)整電平。
在本案介紹的橫向濾波器的實際應用中，可經(jīng)CCD溝道傳遞的最大電荷量約為0.25 PC(微微庫倫)。當時鐘頻率為20MHZ時，這意味著最大注入電流不會超過5微安。在橫向濾波器中，這種小電流必須按加權(quán)因子之值并行地分配給所有的各個CCD輸入級。在系數(shù)大的濾波器中，整個注入極的電容量能大到使注入極的截止頻率低于待處理的信號頻率。
如果需要的話，頻率性能可以改進，只要配置一個與CCD的注入級相似的泄放(dump)晶體管，使較大的電流流經(jīng)該晶體管即可。圖11給出了具有這種泄放晶體管的橫向濾波器一實施例的電路原理圖。濾波器的輸入級仍用晶體管52來代表，其發(fā)射極的數(shù)目代表著相關(guān)的加權(quán)因子的值。發(fā)射極一般接到提供一個電流Ig+ig的電流源57上。其中Ig代表直流電平，而ig代表一個信號分量。晶體管52的基極13通過偏置電源58連到泄放晶體管Q1的基極。電壓源58提供一個電壓VT＝jT，其中j是適當選取的溫度系數(shù)。假定晶體管52的全部發(fā)射極的表面面積比Q1的射極表面面積大n倍時，則有(ID)/(IccD) = 1/(n) exp (qVT)/(KT)該比值基本上與溫度無關(guān)。此外，ICCD+ID＝Ig從這二個等式可得
ICCDIg=ll+lnexpqVTKT]]>對信號分量iCCD和ig下式是成立的iCCDig=ll+lnexpqVTKT·ll+jf / fT*]]>其中j是虛數(shù)，f是頻率，而f＊T是整個電路裝置的截止頻率。對于f＊T，可由下式近似地推導出f*T=fTCCD·fTQ1·IgICCD·fTQ1+Id·fTCCD]]>其中fTCCD是CCD的截止頻率，而fTQ1]]>是Q1的截止頻率。采用適當?shù)囊?guī)格，可使f＊T遠遠大于f≈。例如，在一個特殊的實施例中，其中的f≈0.5MHZ，而ICCD≈2μA，泄放晶體管Q1的f≈50MHZ，而I≈10μA，可以得約為5.2MHZ的截止頻率f＊T。對于多數(shù)的應用來說，這樣一個截止頻率已是足夠的了。
圖12表明了一個類似于圖10的電路圖的、具有正加權(quán)因子和負加權(quán)因子的橫向濾波器的電路原理圖，為了提高截止頻率，配備了兩個泄放晶體管Q1和Q′1，。在此圖中，與圖10相對應的部分，采用了相同的參考標號。為使電路圖清晰起見，一組同具有正加權(quán)因子級相連的晶體管52.1在圖的左側(cè)表示，而一組同具有負加權(quán)因子級相連的晶體管52.2在圖的右側(cè)表示出來。然而，可取的是具有正加權(quán)因子和負加權(quán)因子的各級的分布完全取決于所要求的濾波器的特性。電路布局采用兩個性能幾乎一致的泄放晶體管Q1和Q′1取代了一個泄放晶體管。晶體管Q1與正系數(shù)相連，而晶體管Q′1是與負系數(shù)相連的。用一個恒定電阻60和與溫度有關(guān)的電流源61，給Q1和Q′1的基極與晶體管52的基極13之間施加一個偏置電壓，該電流源61提供一個隨溫度T線性變化的電流，因此相應于圖11的電壓VT的隨溫度變化的電壓VT是加在電阻60的兩端的。如圖10所示的實施例，晶體管54的基極可以施加一個適當選取的參考電平，而將在該參考值上下擺動的輸入信號加到晶體管53的基極。
值得重視的是本發(fā)明并不限于本文介紹的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出許多進一步的改型和變化。
權(quán)利要求
1.一種由若干多級串接的電荷耦合器件組成的電荷耦合橫向濾波器，包括供施加輸入信號用的第一裝置；用以使輸入信號與加權(quán)因相乘的、將該輸入信號形成若干加權(quán)的信號，再把加權(quán)后的信號以并行方式加至電荷耦合器件的所說級中去的第二裝置；以及用以將加入的信號通過電荷耦合器件傳至與讀出裝置相連的輸出端的第三裝置；這種電荷耦合器件是埋溝型的，在其半導體主體的表面上有一傳遞電荷的通道，并具有主要由一種導電型形的表面層，該表面層，可以在其整個厚度上是耗盡的，并提供一排構(gòu)成所說的第三裝置之要素的電荷，該表面層還包括一組第二導電型的表面區(qū)，這些電極全部與電荷耦合器件所說的各級連在一起，而且每一個表面區(qū)之內(nèi)或之上均有第一導電型的一個區(qū)，這些電極被第二導電型的相關(guān)表面區(qū)的中間部分與第一導電型的半導體層分開，其特征是提供一種用以將輸入信號按其幅值的大小轉(zhuǎn)換成電流的裝置，第一導電型區(qū)的表面積構(gòu)成了所說的加權(quán)因子，而這些又被一起連接到一個提供所說的電流的一個公共接點上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所要求的一種電荷耦合橫向濾波器，其特征在于一排電極除了包括第二導電型的所說的一組表面區(qū)(以下稱作第一組)之外，還包括第二導電型的第二組表面區(qū)，后者均與所說的電荷耦合器件的各級相連;并且每個這些表面區(qū)之內(nèi)或之上都有一個第一導電型的區(qū)，這表面區(qū)被相連的第二導電型表面區(qū)的中間部位與第一導電型半導體層分開，每一個這種第一導電型的區(qū)表面面積構(gòu)成一個所說的加權(quán)因子，而這些區(qū)均接在一個公共接點(以下稱作第二接點)上;還具備一個把與輸入信號幅值成反比的電流加到第二接點上的一個裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所要求的一種電荷耦合橫向濾波器，其特征在于所說的把輸入信號轉(zhuǎn)換成電流的裝置包括一個可提供一與信號無關(guān)的電流I的電流源;并進一步配備一個可將電流分量接至第一接點，把電流分量I-△I導至第二接點的裝置，其中電流分量△I是由輸入信號的幅值確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所要求的一種電荷耦合橫向濾波器，其特征在于所說的后一裝置包括兩個雙極晶體管，其發(fā)射極一般都接到電源上，而集電極被分別接至第一接點和第二接點上;還配備一個可給第一晶體管和第二晶體管的兩個基極間提供一個隨輸入信號線性變化的差分電壓的開關(guān)裝置。
5.根據(jù)前面諸權(quán)利要求
中的任一個權(quán)利要求
所述的一種電荷耦合橫向濾波器，其特征在于為提高截止頻率，給具有正加權(quán)因子的輸入級組和/或給具有負加權(quán)因子的輸入級組增加一個晶體管，其發(fā)射極被連到與毗連的表面區(qū)相連接的接點上，而其基極被連到可提供一個與基極和第二導電型的相關(guān)表面區(qū)之間的絕對溫度成正比的差分電壓的裝置上。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種并入串出型的電荷耦合橫向濾波器，它具有第一種導電型的隱埋溝道，并具有擴散到另一種構(gòu)成時鐘電極的埋溝的許多區(qū)。輸入端也由制備在與另一種導電型的相關(guān)區(qū)中制備的第一種導電型區(qū)域所組成。這些區(qū)的尺寸形成加權(quán)因子，并構(gòu)成雙極晶體管的發(fā)射極，其基極由時鐘電極構(gòu)成，而集電極則由溝道構(gòu)成。待濾波的輸入信號首先被轉(zhuǎn)換成電流，然后再把該電流分配給所有的各發(fā)射極。把具有正、負加權(quán)因子的各級結(jié)合在一起，構(gòu)成一個CCD是很容易的。
文檔編號H03H15/00GK85102052SQ85102052
公開日1987年1月24日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者克萊夫斯特, 蒙特古, 帕特爾斯 申請人:菲利浦光燈制造公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan