JP2007306245A - Vertical register driver of ccd imaging element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路装置として構成され、CCD(Charge Coupled Device)撮像素子の垂直レジスタを駆動するCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置、いわゆる垂直ドライバにおける出力電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間の高速化に関するものである。 The present invention is configured as a semiconductor integrated circuit device and drives a vertical register of a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. A vertical register drive device for a CCD image sensor, that is, a so-called vertical driver, has high rise time and fall time of output voltage. It is related to conversion.
CCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置(垂直ドライバ)周辺の一般的な半導体集積回路装置は図7のような構成を有している。図7において、符号100は光学ブロックを示し、符号101はCCD撮像素子を示し、符号102はメカニカルシャッタコントローラを示し、符号103は垂直ドライバを示し、符号104はCDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)・AGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)・AD(Analog-Digital)コンバータなどの機能を備えた信号処理ブロックを示し、符号105はタイミングジェネレータを示し、符号106は画像処理ブロックを示している。
A general semiconductor integrated circuit device around a vertical register driving device (vertical driver) of a CCD image pickup device has a configuration as shown in FIG. In FIG. 7,
CCD撮像素子101には、光学ブロック100からの光を電荷に変換するフォトダイオード、変換された電荷を信号処理ブロック104に転送するための垂直レジスタおよび水平レジスタを備えている。CCD撮像素子101の垂直レジスタおよび水平レジスタを駆動するためには、それぞれ垂直駆動パルスおよび水平駆動パルスを発生する必要がある。垂直駆動パルスは、タイミングジェネレータ105からのタイミング信号電圧を基に垂直ドライバ103が生成してCCD撮像素子101へ供給する。また、タイミングジェネレータ105が生成したタイミング信号電圧がそのまま水平駆動パルスとしてCCD撮像素子101へ供給する。信号処理ブロック104から出力された信号は画像処理ブロック106へ送られる。画像処理ブロック106は、タイミングジェネレータ105に対して、シャッタコントロール信号や同期信号を供給する。タイミングジェネレータ105は画像処理回路106からの信号を基に、メカニカルシャッタコントローラ102を制御し、垂直ドライバ103およびCCD撮像素子101へ信号電圧を与える。
The CCD
垂直駆動パルスは、水平駆動パルスと比べ、高電圧が必要である。これは、画素に蓄積された電荷を垂直レジスタに転送するためのハイレベル電圧、垂直レジスタに蓄積された電荷を水平レジスタに順次転送するためのミドルレベル電圧およびローレベル電圧が必要であるからである。タイミングジェネレータ105の信号電圧を、垂直レジスタを駆動するための電圧に変換する半導体集積装置を垂直ドライバと呼ぶ。
The vertical drive pulse requires a higher voltage than the horizontal drive pulse. This is because a high level voltage for transferring the charge accumulated in the pixel to the vertical register and a middle level voltage and a low level voltage for sequentially transferring the charge accumulated in the vertical register to the horizontal register are necessary. is there. A semiconductor integrated device that converts the signal voltage of the
図5に従来の3値系の垂直ドライバの構成の一例を示す。図5において、符号1Aはタイミングジェネレータからの信号電圧を垂直レジスタを駆動する電圧に変換する制御回路を示す。この制御回路1 Aは、図8(a)、(b)に示すように、入力電圧のローレベルが例えば0Vであり、入力電圧のハイレベルが例えば3.3Vであり、出力電圧のローレベルが例えば−6Vであり、出力電圧のハイレベルが例えば12Vである。 FIG. 5 shows an example of the configuration of a conventional ternary vertical driver. In FIG. 5, reference numeral 1A denotes a control circuit that converts a signal voltage from the timing generator into a voltage for driving the vertical register. As shown in FIGS. 8A and 8B, the control circuit 1A has a low input voltage level of, for example, 0V, a high input voltage level of, for example, 3.3V, and a low level of the output voltage. Is, for example, −6V, and the high level of the output voltage is, for example, 12V.
符号2はCCD撮像素子5へ例えば12Vのハイレベル電圧を出力するためのPチャネル出力トランジスタを示す。符号3はCCD撮像素子5へ例えば0Vのミドルレベル電圧を出力するためのNチャネル出力トランジスタを示す。符号4はCCD撮像素子5へ例えば−6Vのローレベル電圧を出力するためのNチャネル出力トランジスタを示す。
ハイレベル、ミドルレベルおよびローレベルの各レベルの電圧は制御回路1Aにより選択的に出力されている。 The high level, middle level, and low level voltages are selectively output by the control circuit 1A.
符号11、17は垂直ドライバの2つの入力端子を示し、符号12は垂直ドライバの出力端子を示す。符号Vin1、CH1は入力端子11への入力電圧を示し、符号Vout1は出力端子12からの出力電圧を示す。CCD撮像素子5は、垂直ドライバの出力端子12に接続されている。符号13Aは3値系の垂直ドライバブロックを示し、制御回路1AとPチャネル出力トランジスタ2とNチャネル出力トランジスタ3、4とで構成されている。
符号14、18は垂直ドライバの2つの入力端子を示し、符号15は垂直ドライバの出力端子を示す。符号Vin2、CH2は入力端子14への入力電圧を示し、符号Vout2は出力端子15からの出力電圧を示す。CCD撮像素子5は、図示は省いているが垂直ドライバの出力端子15にも接続されている。符号16Aは2値系の垂直ドライバブロックを示し、制御回路と2つのNチャネル出力トランジスタとで構成されている。つまり、図5の回路からPチャネル出力トランジスタを省き、それに関連する制御回路の内部回路を省いたものである。
図5には、ハイレベル電圧、ミドルレベル電圧およびローレベル電圧を出力する3値出力電圧の3値系の垂直ドライバブロックを示しているが、ミドルレベル電圧およびローレベル電圧を出力する2値出力電圧の2値系の垂直ドライバブロックを示している。 FIG. 5 shows a ternary vertical driver block of a ternary output voltage that outputs a high level voltage, a middle level voltage, and a low level voltage, but a binary output that outputs a middle level voltage and a low level voltage. 2 shows a binary driver block of voltage binary system.
図9(a),(b)に3値系の垂直ドライバブロックと2値系の垂直ドライバブロックとを示している。両者の違いは、ハイレベル電圧を出力するためのPチャネル出力トランジスタがあるかないかである。図9には、3値系の垂直ドライバブロックにおける入力電圧Vin1、CH1と出力電圧Vout1との関係も合わせて示している。同様に、2値系の垂直ドライバブロックにおける入力電圧Vin2と出力電圧Vout2との関係も合わせて示している。 FIGS. 9A and 9B show a ternary vertical driver block and a binary vertical driver block. The difference between the two is whether or not there is a P-channel output transistor for outputting a high level voltage. FIG. 9 also shows the relationship between the input voltages Vin1 and CH1 and the output voltage Vout1 in the ternary vertical driver block. Similarly, the relationship between the input voltage Vin2 and the output voltage Vout2 in the binary vertical driver block is also shown.
そして、CCD撮像素子を駆動する垂直ドライバシステム、つまり、CCD撮像素子の垂直レジスタ駆動システム50は、図10に示すように、少なくとも一つの3値系の垂直ドライバブロック51、および少なくとも一つの2値系の垂直ドライバブロック52を備えている。符号53は垂直ドライバ入力端子を示し、符号54は垂直ドライバ出力端子を示す。
As shown in FIG. 10, the vertical driver system for driving the CCD image sensor, that is, the vertical
3値の垂直ドライバブロック51および2値系の垂直ドライバブロック52の必要数は、CCD撮像素子の構造ないし特性に応じて異なる。例えば、CCD撮像素子をデジタルスチルカメラとして使用する場合、インターレースと呼ばれる方式で画像を転送する場合がある。このインターレース方式は3:1、4:1などの方式があり、この方式によって垂直ドライバに搭載されるチャンネル数が変わってくる。このチャネル数に応じて3値の垂直ドライバブロック51および2値系の垂直ドライバブロック52の必要数が異なる。
The required number of ternary
図6に従来例の構成によるタイミング図の一例を示す。制御回路に入力されるタイミングジェネレータからの信号電圧を入力電圧ハイレベル(例えば、3.3V)、入力電圧ローレベル(例えば、0V)としている。一例では、ミドルレベル電圧(例えば、0V)、ローレベル電圧(例えば、−6V)の切り替わりを示しており、入力電圧の切り替わりに対して出力電圧の切り替わりはトランジスタのオン抵抗とCCD撮像素子の容量の影響により波形の遅れが生じている。(例えば、特許文献1参照)なお、図6において、記号tfは立ち下がり時間を示し、記号tfは立ち上がり時間を示している。 FIG. 6 shows an example of a timing diagram according to the configuration of the conventional example. The signal voltage from the timing generator input to the control circuit is set to an input voltage high level (for example, 3.3 V) and an input voltage low level (for example, 0 V). In one example, switching between a middle level voltage (for example, 0 V) and a low level voltage (for example, −6 V) is shown. The switching of the output voltage with respect to the switching of the input voltage depends on the on-resistance of the transistor and the capacitance of the CCD image sensor. The waveform delay is caused by the influence of. (For example, refer to Patent Document 1) In FIG. 6, symbol tf indicates a fall time, and symbol tf indicates a rise time.
近年、CCD撮像素子の高画素化が進み、CCD撮像素子に蓄えられた電荷を高速に転送する技術が要求されている。CCD撮像素子に蓄積された電荷を高速に転送するためには、垂直レジスタの電荷を水平レジスタに高速に転送する必要がある。この要求を満たすには、垂直ドライバの電荷転送用電圧(ミドルレベル電圧およびローレベル電圧)の立ち上がり時間trおよび立ち下がり時間tfの高速化が要求されている。
しかしながら、上記従来の構成では、出力トランジスタを一般的なスイッチ素子として使用しており、CCD撮像素子の負荷の影響から、電荷転送用電圧(ミドルレベル電圧およびローレベル電圧)の立ち上がり時間trおよび立ち下がり時間tfの高速化が要求される場合には出力トランジスタのサイズを大きくして、出力トランジスタのオン抵抗を低減する必要がある。このため、出力トランジスタの素子サイズを大きくする必要があり、面積の肥大化という欠点を有していた。 However, in the above conventional configuration, the output transistor is used as a general switching element, and the rise time tr and rise of the charge transfer voltage (middle level voltage and low level voltage) due to the influence of the load of the CCD image sensor. When speeding up the fall time tf is required, it is necessary to increase the size of the output transistor and reduce the on-resistance of the output transistor. For this reason, it is necessary to increase the element size of the output transistor, which has the disadvantage of increasing the area.
本発明の目的は、素子サイズの肥大化を防ぎつつ、出力トランジスタのオン抵抗を減少させて電荷転送用電圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間の高速化を行うことができるCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置を提供することである。 It is an object of the present invention to drive a vertical register of a CCD image pickup device that can increase the rise time and fall time of a charge transfer voltage by reducing the on-resistance of an output transistor while preventing an increase in device size. Is to provide a device.
上記課題を解決するために、本発明のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、出力トランジスタのゲートに、出力トランジスタを導通させるときに出力トランジスタのゲートに加えるゲート電圧のレベルを制御回路の出力電圧のレベルからシフト(変換)することにより、出力トランジスタのオン抵抗を減少させるゲート電圧シフト回路を備えることにより、素子サイズの肥大化を防ぎつつ、出力トランジスタのオン抵抗を減少させ、それによって電荷転送用電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間の高速化を実現するものである。ゲート電圧シフト回路は、出力トランジスタの導電形式に応じて構成が変わり、Nチャネル出力トランジスタの場合は昇圧回路が使用され、Pチャネル出力トランジスタの場合は降圧回路が使用される。このように、昇圧回路もしくは降圧回路からなるゲート電圧シフト回路を出力トランジスタのゲートに設けることにより、トランジスタのゲート電圧を変換させて出力トランジスタの電流能力を向上させ、素子サイズの肥大化を防ぎつつ、出力トランジスタのオン抵抗を減少させ、それによって電荷転送用電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間の高速化を実現する。 In order to solve the above-described problems, the vertical register driving device for a CCD image pickup device according to the present invention determines the level of the gate voltage applied to the gate of the output transistor when the output transistor is made conductive to the gate of the output transistor. By providing a gate voltage shift circuit that reduces the on-resistance of the output transistor by shifting (converting) the level of the output transistor, the on-resistance of the output transistor is reduced while preventing the device size from increasing, thereby transferring charge. The rise time and fall time of the operating voltage can be increased. The configuration of the gate voltage shift circuit changes depending on the conductivity type of the output transistor, and a booster circuit is used for an N-channel output transistor, and a step-down circuit is used for a P-channel output transistor. Thus, by providing a gate voltage shift circuit composed of a booster circuit or a step-down circuit at the gate of the output transistor, the gate voltage of the transistor is converted to improve the current capability of the output transistor, while preventing an increase in element size. The on-resistance of the output transistor is reduced, thereby realizing a faster rise time and fall time of the charge transfer voltage.
また、本発明のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、出力トランジスタの基板電位を切り替える基板電位切り替え回路を備えることにより、素子サイズの肥大化を防ぎつつ、出力トランジスタのオン抵抗を減少させ、それによって電荷転送用電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間の高速化を実現するものである。つまり、基板電位がローレベル電圧となっている箇所の基板バイアス効果の影響を緩和するため、中間電位出力段に基板電位を適時切り替える回路を備えている。基板電位切り替え回路が接続された出力トランジスタにおいては、出力トランジスタが動作するときのみ基板電位を切り替えて基板バイアス効果の影響を緩和することができ、CCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置における出力電圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間の高速化が可能となる。 In addition, the vertical register driving device of the CCD image pickup device of the present invention includes a substrate potential switching circuit that switches the substrate potential of the output transistor, thereby reducing the on-resistance of the output transistor while preventing an increase in the element size. Thus, the rise time and fall time of the charge transfer voltage can be increased. In other words, in order to reduce the influence of the substrate bias effect at the location where the substrate potential is at a low level voltage, a circuit for switching the substrate potential at an appropriate time is provided in the intermediate potential output stage. In the output transistor to which the substrate potential switching circuit is connected, the substrate potential can be switched only when the output transistor operates to reduce the influence of the substrate bias effect, and the rise of the output voltage in the vertical register driving device of the CCD image sensor Time and fall time can be increased.
以下、具体的に説明する。 This will be specifically described below.
本発明の第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、2値信号を入力する信号入力端子と、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動する電圧に変換して出力する制御回路と、制御回路からゲート電圧が供給される出力トランジスタと、出力トランジスタに接続された駆動電圧出力端子と、制御回路と出力トランジスタのゲートとの間に設けられて出力トランジスタを導通させるときに出力トランジスタのゲートに加えるゲート電圧のレベルを制御回路の出力電圧のレベルからシフトすることにより、出力トランジスタのオン抵抗を減少させるゲート電圧シフト回路とを備えている。 The first CCD image sensor vertical register driving apparatus of the present invention has a signal input terminal for inputting a binary signal, and a voltage for driving the vertical register of the CCD image sensor based on the level of the binary signal inputted from the signal input terminal. A control circuit for converting to and outputting the output, an output transistor to which a gate voltage is supplied from the control circuit, a drive voltage output terminal connected to the output transistor, and an output provided between the control circuit and the gate of the output transistor And a gate voltage shift circuit that reduces the on-resistance of the output transistor by shifting the level of the gate voltage applied to the gate of the output transistor from the level of the output voltage of the control circuit when the transistor is turned on.
上記構成においては以下のような構成が好ましい。制御回路は、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第1および第2の出力端子を有する。 In the above configuration, the following configuration is preferable. The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the first and second potentials. Output terminal.
出力トランジスタは、ハイレベル電位およびローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第1のNチャネルトランジスタと、ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第2のNチャネルトランジスタとからなる。 The output transistor includes a first N-channel transistor having a drain connected to a middle level potential point having a middle level potential between the high level potential and the low level potential, and a gate voltage supplied from a first output terminal of the control circuit. And a second N-channel transistor having a source connected to a low-level potential point having a low-level potential and a gate voltage supplied from a second output terminal of the control circuit.
駆動電圧出力端子は第1のNチャネルトランジスタのソースと第2のNチャネルトランジスタのドレインとに接続される。 The drive voltage output terminal is connected to the source of the first N-channel transistor and the drain of the second N-channel transistor.
ゲート電圧シフト回路は、制御回路の第1の出力端子と第1のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第1のNチャネルトランジスタを導通させるときに第1のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第1の昇圧回路と、制御回路の第2の出力端子と第2のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第2のNチャネルトランジスタを導通させるときに第2のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第2の昇圧回路とからなる。 The gate voltage shift circuit is provided between the first output terminal of the control circuit and the gate of the first N-channel transistor, and is connected to the gate of the first N-channel transistor when the first N-channel transistor is turned on. A first booster circuit for raising the applied gate voltage; and a second booster circuit provided between the second output terminal of the control circuit and the gate of the second N-channel transistor to conduct the second N-channel transistor. And a second booster circuit for raising the gate voltage applied to the gates of the two N-channel transistors.
また、上記構成においては、制御回路が、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第3の出力端子をさらに有し、ハイレベル電位を有するハイレベル電位点にソースが接続され制御回路の第3の出力端子からゲート電圧が供給される第1のPチャネルトランジスタをさらに備え、第1のPチャネルトランジスタのドレインが駆動電圧出力端子に接続されることが好ましい。 In the above configuration, the control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor. A first P-channel transistor having a third output terminal for outputting, a source connected to a high-level potential point having a high-level potential, and a gate voltage being supplied from the third output terminal of the control circuit; The drain of the first P-channel transistor is preferably connected to the drive voltage output terminal.
また、上記構成においては、制御回路の第3の出力端子と第1のPチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第1のPチャネルトランジスタを導通させるときに第1のPチャネルトランジスタのゲートに加えるゲート電圧を下降させる降圧回路を備えることが好ましい。 Further, in the above configuration, the gate of the first P-channel transistor is provided between the third output terminal of the control circuit and the gate of the first P-channel transistor to make the first P-channel transistor conductive. It is preferable to provide a step-down circuit that lowers the gate voltage applied to the.
また、上記構成においては、以下の構成を有することが好ましい。制御回路は、第1の出力端子とは出力レベルが反転した信号を出力する第1の反転出力端子と第2の出力端子とは出力レベルが反転した信号を出力する第2の反転出力端子とを有する。 Moreover, in the said structure, it is preferable to have the following structures. The control circuit includes a first inverted output terminal that outputs a signal whose output level is inverted from the first output terminal, and a second inverted output terminal that outputs a signal whose output level is inverted from the second output terminal. Have
第1の昇圧回路は、第1のコンデンサと、第1のダイオードからなる第1のクランプ回路と、ゲート同士を共通接続するとともにドレイン同士を共通接続した第2のPチャネルトランジスタおよび第3のNチャネルトランジスタからなる第1のインバータ回路とで構成され、制御回路の第1の出力端子に第1のコンデンサの一端が接続され、第1のコンデンサの他端に第1のダイオードのカソードが接続され、第1のダイオードのアノードがハイレベル電位点に接続され、第1のダイオードのカソードが第2のPチャネルトランジスタのソースに接続され、第3のNチャネルトランジスタのソースがローレベル電位点に接続され、制御回路の第1の反転出力端子に第2のPチャネルトランジスタおよび第3のNチャネルトランジスタの共通のゲートが接続され、第2のPチャネルトランジスタおよび第3のNチャネルトランジスタの共通のドレインが第1の昇圧電圧出力端となる。 The first booster circuit includes a first capacitor, a first clamp circuit including a first diode, a second P-channel transistor having a gate connected to each other and a drain connected to each other, and a third N-channel transistor. A first inverter circuit composed of a channel transistor, one end of the first capacitor connected to the first output terminal of the control circuit, and the cathode of the first diode connected to the other end of the first capacitor. The anode of the first diode is connected to the high level potential point, the cathode of the first diode is connected to the source of the second P channel transistor, and the source of the third N channel transistor is connected to the low level potential point. And the common terminal of the second P-channel transistor and the third N-channel transistor is connected to the first inverting output terminal of the control circuit. Over: it is connected, the common drain of the second P-channel transistor and the third N-channel transistor is first boosted voltage output terminal.
第2の昇圧回路は、第2のコンデンサと、第2のダイオードからなる第2のクランプ回路と、ゲート同士を共通接続するとともにドレイン同士を共通接続した第3のPチャネルトランジスタおよび第4のNチャネルトランジスタからなる第2のインバータ回路とで構成され、制御回路の第2の出力端子に第2のコンデンサの一端が接続され、第2のコンデンサの他端に第2のダイオードのカソードが接続され、第2のダイオードのアノードがハイレベル電位点に接続され、第2のダイオードのカソードが第3のPチャネルトランジスタのソースに接続され、第4のNチャネルトランジスタのソースがローレベル電位点に接続され、制御回路の第2の反転出力端子に第3のPチャネルトランジスタおよび第4のNチャネルトランジスタの共通のゲートが接続され、第3のPチャネルトランジスタおよび第4のNチャネルトランジスタの共通のドレインが第2の昇圧電圧出力端となる。 The second booster circuit includes a second capacitor, a second clamp circuit including a second diode, a third P-channel transistor having a gate connected to each other and a drain connected to each other, and a fourth N-channel transistor. A second inverter circuit comprising a channel transistor, one end of the second capacitor being connected to the second output terminal of the control circuit, and the cathode of the second diode being connected to the other end of the second capacitor. The anode of the second diode is connected to the high-level potential point, the cathode of the second diode is connected to the source of the third P-channel transistor, and the source of the fourth N-channel transistor is connected to the low-level potential point. The third P-channel transistor and the fourth N-channel transistor are connected to the second inverting output terminal of the control circuit. Over: it is connected, the common drain of the third P-channel transistor and a fourth N-channel transistor is a second boosted voltage output terminal.
また、上記構成においては、以下の構成を有することが好ましい。制御回路は、第3の出力端子とは出力レベルが反転した信号を出力する第3の反転出力端子を有する。 Moreover, in the said structure, it is preferable to have the following structures. The control circuit has a third inverted output terminal for outputting a signal whose output level is inverted from that of the third output terminal.
降圧回路は、第3のコンデンサと、第3のダイオードからなる第3のクランプ回路と、ゲート同士を共通接続するとともにドレイン同士を共通接続した第4のPチャネルトランジスタおよび第5のNチャネルトランジスタからなる第3のインバータ回路とで構成され、制御回路の第3の出力端子に第3のコンデンサの一端が接続され、第3のコンデンサの他端に第3のダイオードのアノードが接続され、第3のダイオードのアノードがローレベル電位点に接続され、第3のダイオードのアノードが第5のNチャネルトランジスタのソースに接続され、第4のPチャネルトランジスタのソースがハイレベル電位点に接続され、制御回路の第3の反転出力端子に第4のPチャネルトランジスタおよび第5のNチャネルトランジスタの共通のゲートが接続され、第4のPチャネルトランジスタおよび第5のNチャネルトランジスタの共通のドレインが第3の降圧電圧出力端となる。 The step-down circuit includes a third capacitor, a third clamp circuit composed of a third diode, and a fourth P-channel transistor and a fifth N-channel transistor that have gates connected in common and drains connected in common. A third inverter circuit, one end of the third capacitor connected to the third output terminal of the control circuit, the anode of the third diode connected to the other end of the third capacitor, The anode of the third diode is connected to the low-level potential point, the anode of the third diode is connected to the source of the fifth N-channel transistor, and the source of the fourth P-channel transistor is connected to the high-level potential point. Common third gate of fourth P-channel transistor and fifth N-channel transistor at third inverted output terminal of circuit Is connected, the common drain of the fourth P-channel transistor and the fifth N-channel transistor is the third step-down voltage output terminal.
上記本発明の構成においては、制御回路と出力トランジスタの基板との間に、出力トランジスタの基板電位を、駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える基板電位切り替え回路を備えていてもよい。 In the configuration of the present invention, a substrate potential switching circuit that switches the substrate potential of the output transistor in conjunction with the change in the output potential of the drive voltage output terminal may be provided between the control circuit and the substrate of the output transistor. Good.
具体的には、制御回路が、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第4の出力端子をさらに有し、制御回路の第4の出力端子と第1のNチャネルトランジスタの基板との間に、第1のNチャネルトランジスタの基板電位を、駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える基板電位切り替え回路を備えていてもよい。 Specifically, the control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the two potentials. A fourth output terminal; and a substrate potential of the first N-channel transistor between the fourth output terminal of the control circuit and the substrate of the first N-channel transistor, and an output potential of the drive voltage output terminal There may be provided a substrate potential switching circuit for switching in conjunction with the change of the above.
上記の構成においては、基板電位切り替え回路は、一方の電源入力端がミドルレベル電位点に接続され、他方の電源入力端がローレベル電位点に接続され、入力端が制御回路の第4の出力端子に接続され、出力端が第1のNチャネルトランジスタの基板に接続されたインバータ回路で構成されていることが好ましい。 In the above configuration, in the substrate potential switching circuit, one power input terminal is connected to the middle level potential point, the other power input terminal is connected to the low level potential point, and the input terminal is the fourth output of the control circuit. Preferably, the inverter circuit is connected to the terminal and the output terminal is connected to the substrate of the first N-channel transistor.
本発明の第2のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は2値信号を入力する信号入力端子と、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動する電圧に変換して出力する制御回路と、制御回路からゲート電圧が供給される出力トランジスタと、出力トランジスタに接続された駆動電圧出力端子と、制御回路と出力トランジスタの基板との間に、出力トランジスタの基板電位を、駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える基板電位切り替え回路を備えている。 According to the second CCD image sensor vertical register driving apparatus of the present invention, a signal input terminal for inputting a binary signal and a level of the binary signal input from the signal input terminal are set to voltages for driving the vertical register of the CCD image sensor. A control circuit that converts and outputs, an output transistor to which a gate voltage is supplied from the control circuit, a drive voltage output terminal connected to the output transistor, and a substrate of the output transistor between the control circuit and the substrate of the output transistor A substrate potential switching circuit that switches the potential in conjunction with a change in the output potential of the drive voltage output terminal is provided.
上記構成においては、以下の構成を有することが好ましい。制御回路は、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第1、第2および第3の出力端子を有する。 In the said structure, it is preferable to have the following structures. The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the first and second potentials. And a third output terminal.
出力トランジスタは、ハイレベル電位およびローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第1のNチャネルトランジスタと、ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第2のNチャネルトランジスタとからなる。 The output transistor includes a first N-channel transistor having a drain connected to a middle level potential point having a middle level potential between the high level potential and the low level potential, and a gate voltage supplied from a first output terminal of the control circuit. And a second N-channel transistor having a source connected to a low-level potential point having a low-level potential and a gate voltage supplied from a second output terminal of the control circuit.
駆動電圧出力端子は第1のNチャネルトランジスタのソースと第2のNチャネルトランジスタのドレインとに接続されている。 The drive voltage output terminal is connected to the source of the first N-channel transistor and the drain of the second N-channel transistor.
基板電位切り替え回路は、制御回路の第3の出力端子と第1のNチャネルトランジスタの基板との間に設けられて、第1のNチャネルトランジスタの基板電位を、駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える。 The substrate potential switching circuit is provided between the third output terminal of the control circuit and the substrate of the first N-channel transistor, and the substrate potential of the first N-channel transistor is set to the output potential of the drive voltage output terminal. Switch in conjunction with change.
上記構成においては、基板電位切り替え回路は、一方の電源入力端がミドルレベル電位点に接続され、他方の電源入力端がローレベル電位点に接続され、入力端が制御回路の第3の出力端子に接続され、出力端が第1のNチャネルトランジスタの基板に接続されたインバータ回路で構成されていることが好ましい。 In the above configuration, the substrate potential switching circuit has one power supply input terminal connected to the middle level potential point, the other power supply input terminal connected to the low level potential point, and the input terminal serving as the third output terminal of the control circuit. And an inverter circuit having an output terminal connected to the substrate of the first N-channel transistor.
上記構成においては、制御回路が、信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第4の出力端子をさらに有し、
ハイレベル電位を有するハイレベル電位点にソースが接続され制御回路の第4の出力端子からゲート電圧が供給される第1のPチャネルトランジスタをさらに備え、第1のPチャネルトランジスタのドレインが駆動電圧出力端子に接続されることが好ましい。
In the above configuration, the control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the two potentials. A fourth output terminal;
The semiconductor device further includes a first P-channel transistor having a source connected to a high-level potential point having a high-level potential and supplied with a gate voltage from a fourth output terminal of the control circuit, the drain of the first P-channel transistor being a drive voltage It is preferable to be connected to the output terminal.
本発明の第3のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、2値出力電圧を有する第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置と、3値出力電圧を有する第2の第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置とを、各々少なくとも一つ備えている。 The third CCD image pickup device vertical register driving apparatus of the present invention includes a first CCD image pickup device vertical register drive having a binary output voltage and a second first CCD image pickup device having a ternary output voltage. Each of the vertical register driving devices is provided.
第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、2値信号を入力する第1の信号入力端子と、第1の信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第1および第2の出力端子を有する第1の制御回路と、ハイレベル電位およびローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され第1の制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第1のNチャネルトランジスタと、ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され第1の制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第2のNチャネルトランジスタと、第1のNチャネルトランジスタのソースと第2のNチャネルトランジスタのドレインとに接続された第1の駆動電圧出力端子と、第1の制御回路の第1の出力端子と第1のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第1のNチャネルトランジスタを導通させるときに第1のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第1の昇圧回路と、第1の制御回路の第2の出力端子と第2のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第2のNチャネルトランジスタを導通させるときに第2のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第2の昇圧回路とを備えている。 A vertical register driving device for a first CCD image pickup device uses a first signal input terminal for inputting a binary signal, and a level of the binary signal inputted from the first signal input terminal for a vertical register of the CCD image pickup device. A first control circuit having first and second output terminals that convert and output two potentials, a high level potential and a low level potential for driving, and a middle level between the high level potential and the low level potential A first N-channel transistor having a drain connected to a middle level potential point having a potential and a gate voltage supplied from a first output terminal of the first control circuit; and a source at a low level potential point having a low level potential. A second N-channel transistor connected to and supplied with a gate voltage from a second output terminal of the first control circuit; and a source of the first N-channel transistor A first drive voltage output terminal connected to the drain of the second N-channel transistor, a first output terminal of the first control circuit, and a gate of the first N-channel transistor are provided. A first booster circuit for raising a gate voltage applied to the gate of the first N-channel transistor when the one N-channel transistor is turned on; a second output terminal of the first control circuit; and a second N-channel And a second booster circuit that is provided between the gate of the transistor and raises the gate voltage applied to the gate of the second N-channel transistor when the second N-channel transistor is made conductive.
第2のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、2値信号を入力する第2の信号入力端子と、第2の信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第1、第2および第3の出力端子を有する第2の制御回路と、ハイレベル電位およびローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され第2の制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第3のNチャネルトランジスタと、ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され第2の制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第4のNチャネルトランジスタと、ハイレベル電位を有するハイレベル電位点にソースが接続され第2の制御回路の第3の出力端子からゲート電圧が供給されるPチャネルトランジスタと、第3のNチャネルトランジスタのソースと第4のNチャネルトランジスタのドレインとPチャネルトランジスタのドレインとに接続された第2の駆動電圧出力端子と、第2の制御回路の第1の出力端子と第3のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第3のNチャネルトランジスタを導通させるときに第3のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第3の昇圧回路と、第2の制御回路の第2の出力端子と第4のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて第4のNチャネルトランジスタを導通させるときに第4のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第4の昇圧回路と、第2の制御回路の第3の出力端子とPチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられてPチャネルトランジスタを導通させるときにPチャネルトランジスタのゲートに加えるゲート電圧を下降させる降圧回路とを備えている。 The vertical register driving device of the second CCD image pickup device has a second signal input terminal for inputting a binary signal, and the level of the binary signal inputted from the second signal input terminal to the vertical register of the CCD image pickup device. A second control circuit having first, second, and third output terminals that convert and output two potentials of a high level potential and a low level potential for driving, and an intermediate between the high level potential and the low level potential A third N-channel transistor whose drain is connected to a middle level potential point having a middle level potential and whose gate voltage is supplied from the first output terminal of the second control circuit; and a low level potential point having a low level potential A fourth N-channel transistor to which a source is connected and a gate voltage is supplied from the second output terminal of the second control circuit, and a high level potential having a high level potential. A P-channel transistor having a source connected to the potential point and supplied with a gate voltage from the third output terminal of the second control circuit; a source of the third N-channel transistor; a drain of the fourth N-channel transistor; and a P-channel A third N-channel transistor provided between the second drive voltage output terminal connected to the drain of the transistor, the first output terminal of the second control circuit, and the gate of the third N-channel transistor Between the third booster circuit for raising the gate voltage applied to the gate of the third N-channel transistor when conducting the second N-channel transistor, the second output terminal of the second control circuit, and the gate of the fourth N-channel transistor A gate current applied to the gate of the fourth N-channel transistor when the fourth N-channel transistor is provided between And a gate which is provided between the third output terminal of the second control circuit and the gate of the P-channel transistor and is added to the gate of the P-channel transistor when the P-channel transistor is made conductive And a step-down circuit that lowers the voltage.
本発明に係るCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置によると、トランジスタサイズの肥大化を防ぎ、電荷転送電圧の切り替えを高速に行うことができる。 According to the vertical register driving device for a CCD image pickup device according to the present invention, the transistor size can be prevented from being enlarged and the charge transfer voltage can be switched at high speed.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る垂直ドライバ(半導体集積回路装置)について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a vertical driver (semiconductor integrated circuit device) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態1の垂直ドライバを示したものである。この垂直ドライバは、入力端子11より従来例の構成と同様にタイミングジェネレータからの2値の信号電圧(例えば、3.3V、0V)が印加され、電圧変換を行うことにより出力段のトランジスタの制御電圧を生成する制御回路1と、出力端子12に接続されるCCD撮像素子5にハイレベル電圧(例えば、12V)を出力するPチャネル出力トランジスタ2と、CCD撮像素子5にミドルレベル電圧(例えば、0V)を出力するNチャネル出力トランジスタ3と、CCD撮像素子5にローレベル電圧(例えば、−6V)を出力するNチャネル出力トランジスタ4とを有する。
FIG. 1 shows a vertical driver according to
この垂直ドライバは、上記の構成の他に、Pチャネル出力トランジスタ2の前段に、つまり、Pチャネル出力トランジスタ2のゲートと制御回路1との間に降圧回路6を備えている。また、Nチャネル出力トランジスタ3、4の前段に、つまり、Nチャネル出力トランジスタ3、4のゲートと制御回路1との間に昇圧回路7、8を備えている。さらに、この垂直ドライバは、中間電位出力段の基板電位を適時切り替える基板電位切り替え回路9を備えている。この基板電位切り替え回路9は、ミドルレベル電圧を出力するトランジスタの基板に挿入されている。符号13は3値系の垂直ドライバブロックを示し、制御回路1とPチャネル出力トランジスタ2とNチャネル出力トランジスタ3、4とで構成されている。符号16は2値系の垂直ドライバブロックを示し、制御回路と2つのNチャネル出力トランジスタとで構成されている。つまり、図1の回路からPチャネル出力トランジスタを省き、それに関連する制御回路の内部回路を省いたものである。
In addition to the above-described configuration, this vertical driver includes a step-down
図2Aは図1の垂直ドライバにおける昇圧回路7、8の具体的な構成を示し、図2Bは同じく降圧回路6の具体的な構成を示している。昇圧回路7、8は同じ構成であるので、代表して昇圧回路7について説明する。
2A shows a specific configuration of the
昇圧回路7は、コンデンサ41と、ダイオード接続したPチャネルトランジスタ21からなるクランプ回路22と、Pチャネルトランジスタ23およびNチャネルトランジスタ24からなるインバータ25とで構成されている。クランプ回路22は、ダイオードのアノード側(Pチャネルトランジスタ21のドレイン)にハイレベル電圧(12V)の電源26が接続される。また、クランプ回路22は、出力端であるダイオードのカソード側(Pチャネルトランジスタ21のソースおよびゲート)がインバータ25のPチャネルトランジスタ23のソースに接続され、インバータ25のNチャネルトランジスタ24のソースにローレベル電圧(−6V)の電源27が接続されている。
The
降圧回路6は、コンデンサ42と、ダイオード接続したPチャネルトランジスタ31からなるクランプ回路32と、Pチャネルトランジスタ33およびNチャネルトランジスタ34からなるインバータ35とで構成されている。クランプ回路32は、ダイオードのカソード側(Pチャネルトランジスタ31のソースおよびゲート)にローレベル電圧(−6V)の電源36が接続される。また、クランプ回路32は、出力端であるダイオードのアノード側(Pチャネルトランジスタ31のドレイン)がインバータ35のNチャネルトランジスタ34のソースに接続されている。インバータ35のPチャネルトランジスタ33のソースにハイレベル電圧(12V)の電源37が接続される。
The step-down
第1制御端子28、38にはハイレベル電圧(12V)もしくはローレベル電圧(−6V)が印加され、第2制御端子29、39には第1制御端子28、38とは逆の信号が印加される。 A high level voltage (12 V) or a low level voltage (−6 V) is applied to the first control terminals 28 and 38, and a signal opposite to the first control terminals 28 and 38 is applied to the second control terminals 29 and 39. Is done.
上記のように、Nチャネルトランジスタ3、4に対して昇圧回路7、8を用いることで、Nチャネルトランジスタ3、4を導通させるときのゲート電圧を上昇させることができる。また、Pチャネルトランジスタ2に対して降圧回路6を用いることで、Pチャネルトランジスタを導通させるときのゲート電圧を下降させることができる。したがって、NチャネルMOSトランジスタ3、4およびPチャネルトランジスタ2のオン抵抗を低減することができる。以下、その理由について説明する。
As described above, by using the
一般的なMOSトランジスタのオン抵抗は次式で表せる。 The on-resistance of a general MOS transistor can be expressed by the following equation.
Ron = {1/(W/L)}μn COX(VG-Vt)・・・(1)
ここで、記号W/Lはトランジスタのチャネル長L、チャネル幅Wの比を示し、記号μNは移動度を示し、記号Coxは酸化膜容量を示し、記号VGはゲート電圧を示し、記号VTはしきい値電圧を示している。
Ron = {1 / (W / L)} μ n C OX (V G -V t ) (1)
Here, the symbol W / L indicates the ratio of the channel length L and the channel width W of the transistor, the symbol μ N indicates the mobility, the symbol Cox indicates the oxide film capacitance, the symbol V G indicates the gate voltage, V T indicates a threshold voltage.
移動度μNと酸化膜容量Coxとは拡散プロセスにより定まる定数であるため、MOSトランジスタのオン抵抗を低減するためには、チャネル幅Wを長くし、ゲート電圧を上げ、さらにはしきい値電圧を小さくすることにより実現できる。しかしチャネル幅Wのサイズを大きくすることはチップ面積の肥大化を招くため、本発明の実施の形態1ではゲート電圧を変換してオン抵抗を低減している。 Since the mobility mu N and the oxide film capacitance Cox is a constant determined by the diffusion process, in order to reduce the on-resistance of the MOS transistor, by increasing the channel width W, raising the gate voltage, and further the threshold voltage This can be realized by reducing the size. However, increasing the size of the channel width W causes an increase in the chip area, so in the first embodiment of the present invention, the gate voltage is converted to reduce the on-resistance.
一例として図3Aにハイレベル電圧を12V、ローレベル電圧を−6Vとした場合の昇圧回路7の第1制御端子28、第2制御端子29、出力端子30の波形の特性を示している。また、一例として図3Bにハイレベル電圧を12V、ローレベル電圧を−6Vとした場合の降圧回路8の第1制御端子38、第2制御端子39、出力端子40の波形の特性を示している。図12(a)、(b)には、昇圧回路7におけるコンデンサ41およびクランプ回路22の等価回路図と、コンデンサ41の一端および他端に現れる電圧Vina、Voutaの波形を示している。また、図13(a)、(b)には、降圧回路6におけるコンデンサ42およびクランプ回路32の等価回路図と、コンデンサ42の一端および他端に現れる電圧Vinb、Voutbの波形を示している。
As an example, FIG. 3A shows the waveform characteristics of the first control terminal 28, the second control terminal 29, and the output terminal 30 of the
昇圧回路7では、コンデンサ41およびクランプ回路22の働きにより、第1制御端子28に−6Vの電圧が入力されたとき、クランプ回路22の出力端には、12Vの電圧が現れ、第1制御端子28に12Vの電圧が入力されたとき、クランプ回路22の出力端には、30Vの電圧が現れる。つまり、第1制御端子28の電圧が−6Vと12Vの間で変化したときに、クランプ回路22の出力端の電圧は12Vと30Vの間で変化する。この電圧がインバータ25に印加される。
In the
第1制御端子28に−6Vの電圧が加えられたときに、第2制御端子29には12Vの電圧が印加されるので、インバータ25のNチャネルトランジスタ24が導通し、出力端子30からはローレベル電圧(−6V)が出力される。また、第1制御端子28に12Vの電圧が加えられたときに、第2制御端子29には−6Vの電圧が印加されるので、インバータ25のPチャネルトランジスタ23が導通し、出力端子30からはクランプ回路22の出力電圧である30Vの電圧が出力される。
When a voltage of −6 V is applied to the first control terminal 28, a voltage of 12 V is applied to the second control terminal 29, so that the N-
降圧回路6では、コンデンサ42およびクランプ回路32の働きにより、第1制御端子38に12Vの電圧が入力されたとき、クランプ回路32の出力端には、−6Vの電圧が現れ、第1制御端子38に−6Vの電圧が入力されたとき、クランプ回路32の出力端には、−24Vの電圧が現れる。つまり、第1制御端子38の電圧が12Vと−6Vとの間で変化したときに、クランプ回路32の出力端の電圧は−6Vと−24Vとの間で変化する。この電圧がインバータ35に印加される。
In the step-down
第1制御端子38に12Vの電圧が加えられたときに、第2制御端子39には−6Vの電圧が印加されるので、インバータ35のPチャネルトランジスタ33が導通し、出力端子40からはハイレベル電圧(12V)が出力される。また、第1制御端子38に−6Vの電圧が加えられたときに、第2制御端子39には12Vの電圧が印加されるので、インバータ35のNチャネルトランジスタ34が導通し、出力端子40からはクランプ回路32の出力電圧である−24Vの電圧が出力される。
When a voltage of 12V is applied to the first control terminal 38, a voltage of -6V is applied to the second control terminal 39, so that the P-
この昇圧回路7および降圧回路6により各トランジスタのゲート電圧を変化することができる。各トランジスタがオンする場合にのみ電圧変換を行う。この昇圧回路7および降圧回路6は電源数が限られた場合に有効であり、その電源範囲は使用プロセスの仕様電圧を上限とする。
The step-up
基板電位切り替え回路9は、基板効果の影響によるMOSトランジスタのオン抵抗を低減するもう1つの手段である。基板バイアス効果の影響を考慮したMOSトランジスタのしきい値電圧は一般的に次式となる。 The substrate potential switching circuit 9 is another means for reducing the on-resistance of the MOS transistor due to the effect of the substrate effect. The threshold voltage of a MOS transistor considering the effect of the substrate bias effect is generally given by the following equation.
Vt = Vt0 +γ{√(2φf+VSB)-√2φf}・・・(2)
ここで、γ、φfは拡散プロセスによって決まる定数であり、VSBはソース−基板間電圧、Vt0はVSBが零のときのしきい値電圧を示している。
V t = V t0 + γ {√ (2φ f + V SB ) −√2φ f } (2)
Here, γ and φ f are constants determined by the diffusion process, V SB indicates a source-substrate voltage, and V t0 indicates a threshold voltage when V SB is zero.
基板電圧に負の電圧を加えるとMOSトランジスタのしきい値電圧が増加することが一般的に知られている。しきい値電圧が増加するとMOSトランジスタのオン抵抗は上がるため、基板電位切り替え回路9を挿入してMOSトランジスタの動作時に基板バイアス効果の影響を低減している。具体的に説明すると、出力端子12がローレベル電圧のとき、基板電位切り替え回路9はローレベル電圧を出力し、基板電位をローレベル電位とする。次に出力端子12をミドルレベル電位にするとき、基板電位切り替え回路9はミドルレベル電圧を出力し、基板電位をミドルレベル電位に切り替える。これによって、常に基板電位と出力端子12の電位の差がなくなるため、基板バイアス効果の影響を緩和することができる。
It is generally known that the threshold voltage of a MOS transistor increases when a negative voltage is applied to the substrate voltage. Since the ON resistance of the MOS transistor increases as the threshold voltage increases, the substrate potential switching circuit 9 is inserted to reduce the influence of the substrate bias effect during the operation of the MOS transistor. More specifically, when the
基板電位切り替え回路9のタイミングも昇圧回路7、8および降圧回路6と同様に制御回路1から制御している。加えて基板電位切り替え回路9は切り替え動作時にPN接合が形成されるため、電流駆動能力が向上する働きも有している。この点を図11を参照しながら説明する。出力端子12がローレベル電圧の状態から、基板電位切り替え回路9の出力をミドルレベル電圧に変え、昇圧回路7をハイレベル電圧にすることで、出力トランジスタ3の基板と出力トランジスタ3のソースとの間に形成されている寄生ダイオード(PN接合)がオンすることになり電流が流れる。この影響で、出力トランジスタ3そのものがオンして流れる電流に、寄生ダイオードの電流も加わり、すばやく出力端子12の電圧が切り替わる。
The timing of the substrate potential switching circuit 9 is also controlled from the
図4は図1の動作の一例を説明するタイミング図である。制御回路1の入力端子には、上記図6と同様に入力電圧ハイレベルもしくは入力電圧ローレベルが印加される。破線で示す特性は従来の構成における出力電圧の立ち上がり、立ち下がりの特性を示している。一例としてミドルレベル電圧からローレベル電圧に立ち下がり、その後ミドルレベル電圧に立ち上がる動作について説明する。
FIG. 4 is a timing chart for explaining an example of the operation of FIG. The input voltage high level or the input voltage low level is applied to the input terminal of the
出力電圧がミドルレベル電圧の状態にあるとき、Nチャネル出力トランジスタ3はオン状態となっている。このとき、制御回路1から昇圧回路7を動作させており、基板電位切り替え回路9も基板電位をミドルレベル電圧に変換している。
When the output voltage is in the middle level voltage state, the N-
出力電圧がミドルレベル電圧からローレベル電圧に立ち下がるとき、Nチャネル出力トランジスタ3がオン状態からオフ状態となり、Nチャネル出力トランジスタ4がオン状態となる。この切り替わりの際、ミドルレベル電圧出力段の昇圧回路7は昇圧動作から、Nチャネル出力トランジスタをオフする電圧に変わり、ローレベル電圧出力段の昇圧回路8は制御回路1からの信号を受け昇圧動作を行う。基板電位切り替え回路9は昇圧回路7がNチャネル出力トランジスタ3をオフする信号に切り替わると同時に、基板電位をミドルレベル電圧からローレベル電圧に変換する。
When the output voltage falls from the middle level voltage to the low level voltage, the N-
出力電圧がローレベル電圧からミドルレベル電圧に立ち上がる場合の動作は、ローレベル電圧出力段の昇圧回路8がNチャネル出力トランジスタ4をオフする電圧に切り替わり、ミドルレベル電圧出力段の昇圧回路7が昇圧動作を開始する。同時に基板電位切り替え回路9も基板電位をミドルレベル電圧に切り替えている。
When the output voltage rises from the low level voltage to the middle level voltage, the
したがって、CCD撮像素子5の垂直レジスタを駆動する半導体集積装置において上記の昇圧回路7、8、降圧回路6、基板電位切り替え回路9を適用した場合、高速に垂直レジスタ内の電荷を転送することができる。したがって、素子サイズの肥大化を防ぎつつ、出力トランジスタのオン抵抗を減少させて電荷転送用電圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間の高速化を行うことができる。
Therefore, when the
なお、上記の実施の形態では、昇圧回路7、8、降圧回路6、基板電位切り替え回路9を設けていたが、昇圧回路7、8、降圧回路6を設け、基板電位切り替え回路9を省いてもよい。また、基板電位切り替え回路9を設け、昇圧回路7、8、降圧回路6を省いてもよい。
CCD撮像素子の垂直レジスタ駆動システムとしての構成は、2値出力電圧を有する第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置と、3値出力電圧を有する第2の第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置とを、各々少なくとも一つ備えている点は先行技術と同じである。ただし、第1および第2のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置の構成が、上記したように、先行技術とは異なる。
In the above-described embodiment, the
The configuration of the CCD image pickup device as a vertical register drive system includes a vertical register drive device for a first CCD image pickup device having a binary output voltage and a vertical register for a second first CCD image pickup device having a ternary output voltage. It is the same as the prior art in that at least one driving device is provided. However, the configuration of the vertical register driving device for the first and second CCD image sensors is different from the prior art as described above.
以上説明したように、本発明のCCD撮像素子用垂直レジスタ駆動装置は、出力トランジスタの肥大化を抑え、高速スイッチング制御する方法等に有効である。 As described above, the vertical register driving device for a CCD image pickup device according to the present invention is effective for a method for controlling the high-speed switching while suppressing the enlargement of the output transistor.
1 制御回路
2 Pチャネル出力トランジスタ
3 Nチャネル出力トランジスタ
4 Nチャネル出力トランジスタ
5 CCD撮像素子
6 降圧回路
7、8 昇圧回路
9 基板電位切り替え回路
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動する電圧に変換して出力する制御回路と、
前記制御回路からゲート電圧が供給される出力トランジスタと、
前記出力トランジスタに接続された駆動電圧出力端子と、
前記制御回路と前記出力トランジスタのゲートとの間に設けられて前記出力トランジスタを導通させるときに前記出力トランジスタのゲートに加えるゲート電圧のレベルを前記制御回路の出力電圧のレベルからシフトすることにより、前記出力トランジスタのオン抵抗を減少させるゲート電圧シフト回路とを備えたCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 A signal input terminal for inputting a binary signal;
A control circuit for converting the level of the binary signal input from the signal input terminal into a voltage for driving the vertical register of the CCD image sensor and outputting the voltage;
An output transistor to which a gate voltage is supplied from the control circuit;
A drive voltage output terminal connected to the output transistor;
By shifting the level of the gate voltage that is provided between the control circuit and the gate of the output transistor and applied to the gate of the output transistor when the output transistor is made conductive from the level of the output voltage of the control circuit, A vertical register driving device for a CCD image pickup device, comprising: a gate voltage shift circuit for reducing an on-resistance of the output transistor.
前記出力トランジスタは、前記ハイレベル電位および前記ローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され前記制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第1のNチャネルトランジスタと、
前記ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され前記制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第2のNチャネルトランジスタとからなり、
前記駆動電圧出力端子は前記第1のNチャネルトランジスタのソースと前記第2のNチャネルトランジスタのドレインとに接続され、
前記ゲート電圧シフト回路は、前記制御回路の第1の出力端子と前記第1のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記第1のNチャネルトランジスタを導通させるときに前記第1のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第1の昇圧回路と、
前記制御回路の第2の出力端子と前記第2のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記第2のNチャネルトランジスタを導通させるときに前記第2のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第2の昇圧回路とからなる請求項1記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the first and second potentials. A second output terminal;
The output transistor has a drain connected to a middle level potential point having a middle level potential between the high level potential and the low level potential, and a gate voltage is supplied from a first output terminal of the control circuit. An N-channel transistor;
A source connected to a low level potential point having the low level potential, and a second N-channel transistor to which a gate voltage is supplied from a second output terminal of the control circuit;
The drive voltage output terminal is connected to a source of the first N-channel transistor and a drain of the second N-channel transistor;
The gate voltage shift circuit is provided between the first output terminal of the control circuit and the gate of the first N-channel transistor to conduct the first N-channel transistor. A first booster circuit for raising a gate voltage applied to the gate of the channel transistor;
Provided between the second output terminal of the control circuit and the gate of the second N-channel transistor, and added to the gate of the second N-channel transistor when the second N-channel transistor is made conductive. 2. A vertical register driving device for a CCD image pickup device according to claim 1, further comprising a second booster circuit for raising the gate voltage.
前記ハイレベル電位を有するハイレベル電位点にソースが接続され前記制御回路の第3の出力端子からゲート電圧が供給される第1のPチャネルトランジスタをさらに備え、
前記第1のPチャネルトランジスタのドレインが前記駆動電圧出力端子に接続された請求項2記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the third potential. An output terminal;
A first P-channel transistor having a source connected to a high-level potential point having the high-level potential and a gate voltage supplied from a third output terminal of the control circuit;
3. The vertical register driving device for a CCD image pickup device according to claim 2, wherein a drain of the first P-channel transistor is connected to the driving voltage output terminal.
前記第1の昇圧回路は、第1のコンデンサと、第1のダイオードからなる第1のクランプ回路と、ゲート同士を共通接続するとともにドレイン同士を共通接続した第2のPチャネルトランジスタおよび第3のNチャネルトランジスタからなる第1のインバータ回路とで構成され、前記制御回路の第1の出力端子に前記第1のコンデンサの一端が接続され、前記第1のコンデンサの他端に前記第1のダイオードのカソードが接続され、前記第1のダイオードのアノードがハイレベル電位点に接続され、前記第1のダイオードのカソードが前記第2のPチャネルトランジスタのソースに接続され、前記第3のNチャネルトランジスタのソースがローレベル電位点に接続され、前記制御回路の第1の反転出力端子に前記第2のPチャネルトランジスタおよび前記第3のNチャネルトランジスタの共通のゲートが接続され、前記第2のPチャネルトランジスタおよび前記第3のNチャネルトランジスタの共通のドレインが第1の昇圧電圧出力端となり、
前記第2の昇圧回路は、第2のコンデンサと、第2のダイオードからなる第2のクランプ回路と、ゲート同士を共通接続するとともにドレイン同士を共通接続した第3のPチャネルトランジスタおよび第4のNチャネルトランジスタからなる第2のインバータ回路とで構成され、前記制御回路の第2の出力端子に前記第2のコンデンサの一端が接続され、前記第2のコンデンサの他端に前記第2のダイオードのカソードが接続され、前記第2のダイオードのアノードがハイレベル電位点に接続され、前記第2のダイオードのカソードが前記第3のPチャネルトランジスタのソースに接続され、前記第4のNチャネルトランジスタのソースがローレベル電位点に接続され、前記制御回路の第2の反転出力端子に前記第3のPチャネルトランジスタおよび前記第4のNチャネルトランジスタの共通のゲートが接続され、前記第3のPチャネルトランジスタおよび前記第4のNチャネルトランジスタの共通のドレインが第2の昇圧電圧出力端となる請求項4記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit outputs a signal whose output level is inverted from the first output terminal, and a second inversion that outputs a signal whose output level is inverted between the first output terminal and the second output terminal. An output terminal,
The first booster circuit includes: a first capacitor; a first clamp circuit including a first diode; a second P-channel transistor having gates connected in common and drains connected in common; A first inverter circuit composed of an N-channel transistor, one end of the first capacitor being connected to a first output terminal of the control circuit, and the first diode being connected to the other end of the first capacitor. The cathode of the first diode is connected to a high-level potential point, the cathode of the first diode is connected to the source of the second P-channel transistor, and the third N-channel transistor Is connected to a low-level potential point, and the second P-channel transistor is connected to the first inverting output terminal of the control circuit. And the common gate of the third N-channel transistor is connected, the common drain of the second P-channel transistor and said third N-channel transistor serves as the first boosted voltage output terminal,
The second booster circuit includes a second capacitor, a second clamp circuit including a second diode, a third P-channel transistor having a gate connected to each other and a drain connected to each other, and a fourth P-channel transistor. A second inverter circuit composed of an N-channel transistor, one end of the second capacitor being connected to a second output terminal of the control circuit, and the second diode being connected to the other end of the second capacitor. The cathode of the second diode is connected to a high-level potential point, the cathode of the second diode is connected to the source of the third P-channel transistor, and the fourth N-channel transistor Is connected to the low-level potential point, and the third P-channel transistor is connected to the second inverting output terminal of the control circuit. And a common gate of the fourth N-channel transistor is connected, and a common drain of the third P-channel transistor and the fourth N-channel transistor is a second boosted voltage output terminal. Vertical register drive device for CCD image sensor.
前記降圧回路は、第3のコンデンサと、第3のダイオードからなる第3のクランプ回路と、ゲート同士を共通接続するとともにドレイン同士を共通接続した第4のPチャネルトランジスタおよび第5のNチャネルトランジスタからなる第3のインバータ回路とで構成され、前記制御回路の第3の出力端子に前記第3のコンデンサの一端が接続され、前記第3のコンデンサの他端に前記第3のダイオードのアノードが接続され、前記第3のダイオードのアノードがローレベル電位点に接続され、前記第3のダイオードのアノードが前記第5のNチャネルトランジスタのソースに接続され、前記第4のPチャネルトランジスタのソースがハイレベル電位点に接続され、前記制御回路の第3の反転出力端子に前記第4のPチャネルトランジスタおよび第5のNチャネルトランジスタの共通のゲートが接続され、前記第4のPチャネルトランジスタおよび前記第5のNチャネルトランジスタの共通のドレインが第3の降圧電圧出力端となる請求項5記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit has a third inverted output terminal for outputting a signal whose output level is inverted from that of the third output terminal,
The step-down circuit includes a third capacitor, a third clamp circuit composed of a third diode, a fourth P-channel transistor and a fifth N-channel transistor having gates connected in common and drains connected in common A third inverter circuit, one end of the third capacitor is connected to a third output terminal of the control circuit, and an anode of the third diode is connected to the other end of the third capacitor. Connected, the anode of the third diode is connected to a low level potential point, the anode of the third diode is connected to the source of the fifth N-channel transistor, and the source of the fourth P-channel transistor is The fourth P-channel transistor and the third inverted output terminal of the control circuit are connected to a high-level potential point. 6. The CCD imaging device according to claim 5, wherein a common gate of a fifth N-channel transistor is connected, and a common drain of the fourth P-channel transistor and the fifth N-channel transistor is a third step-down voltage output terminal. Device vertical register drive.
前記制御回路の第4の出力端子と前記第1のNチャネルトランジスタの基板との間に、前記第1のNチャネルトランジスタの基板電位を、前記駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える基板電位切り替え回路を備えた請求項4記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the second potential. An output terminal;
Between the fourth output terminal of the control circuit and the substrate of the first N-channel transistor, the substrate potential of the first N-channel transistor is interlocked with the change in the output potential of the drive voltage output terminal. 5. A vertical register driving device for a CCD image pickup device according to claim 4, further comprising a substrate potential switching circuit for switching.
前記信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動する電圧に変換して出力する制御回路と、
前記制御回路からゲート電圧が供給される出力トランジスタと、
前記出力トランジスタに接続された駆動電圧出力端子と、
前記制御回路と前記出力トランジスタの基板との間に、前記出力トランジスタの基板電位を、前記駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える基板電位切り替え回路を備えたCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 A signal input terminal for inputting a binary signal;
A control circuit for converting the level of the binary signal input from the signal input terminal into a voltage for driving the vertical register of the CCD image sensor and outputting the voltage;
An output transistor to which a gate voltage is supplied from the control circuit;
A drive voltage output terminal connected to the output transistor;
A vertical register of a CCD imaging device comprising a substrate potential switching circuit for switching the substrate potential of the output transistor in conjunction with a change in the output potential of the drive voltage output terminal between the control circuit and the substrate of the output transistor Drive device.
前記出力トランジスタは、前記ハイレベル電位および前記ローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され前記制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第1のNチャネルトランジスタと、
前記ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され前記制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第2のNチャネルトランジスタとからなり、
前記駆動電圧出力端子は前記第1のNチャネルトランジスタのソースと前記第2のNチャネルトランジスタのドレインとに接続され、
前記基板電位切り替え回路は、前記制御回路の第3の出力端子と前記第1のNチャネルトランジスタの基板との間に設けられて、前記第1のNチャネルトランジスタの基板電位を、前記駆動電圧出力端子の出力電位の変化と連動して切り替える請求項10記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the first potential, Having second and third output terminals;
The output transistor has a drain connected to a middle level potential point having a middle level potential between the high level potential and the low level potential, and a gate voltage is supplied from a first output terminal of the control circuit. An N-channel transistor;
A source connected to a low level potential point having the low level potential, and a second N-channel transistor to which a gate voltage is supplied from a second output terminal of the control circuit;
The drive voltage output terminal is connected to a source of the first N-channel transistor and a drain of the second N-channel transistor;
The substrate potential switching circuit is provided between a third output terminal of the control circuit and the substrate of the first N-channel transistor, and outputs the substrate potential of the first N-channel transistor to the drive voltage output 11. The vertical register driving device for a CCD image pickup device according to claim 10, wherein the switching is performed in conjunction with a change in the output potential of the terminal.
前記ハイレベル電位を有するハイレベル電位点にソースが接続され前記制御回路の第4の出力端子からゲート電圧が供給される第1のPチャネルトランジスタをさらに備え、
前記第1のPチャネルトランジスタのドレインが前記駆動電圧出力端子に接続された請求項12記載のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置。 The control circuit converts the level of the binary signal input from the signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and outputs the second potential. An output terminal;
A first P-channel transistor having a source connected to a high-level potential point having the high-level potential and a gate voltage supplied from a fourth output terminal of the control circuit;
13. The vertical register driving device for a CCD image pickup device according to claim 12, wherein a drain of the first P-channel transistor is connected to the driving voltage output terminal.
前記第1のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、
2値信号を入力する第1の信号入力端子と、
前記第1の信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第1および第2の出力端子を有する第1の制御回路と、
前記ハイレベル電位および前記ローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され前記第1の制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第1のNチャネルトランジスタと、
前記ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され前記第1の制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第2のNチャネルトランジスタと、
前記第1のNチャネルトランジスタのソースと前記第2のNチャネルトランジスタのドレインとに接続された第1の駆動電圧出力端子と、
前記第1の制御回路の第1の出力端子と前記第1のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記第1のNチャネルトランジスタを導通させるときに前記第1のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第1の昇圧回路と、
前記第1の制御回路の第2の出力端子と前記第2のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記第2のNチャネルトランジスタを導通させるときに前記第2のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第2の昇圧回路とを備え、
前記第2のCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動装置は、
2値信号を入力する第2の信号入力端子と、
前記第2の信号入力端子から入力された2値信号のレベルをCCD撮像素子の垂直レジスタを駆動するためのハイレベル電位およびローレベル電位の2つの電位に変換して出力する第1、第2および第3の出力端子を有する第2の制御回路と、
前記ハイレベル電位および前記ローレベル電位の中間のミドルレベル電位を有するミドルレベル電位点にドレインが接続され前記第2の制御回路の第1の出力端子からゲート電圧が供給される第3のNチャネルトランジスタと、
前記ローレベル電位を有するローレベル電位点にソースが接続され前記第2の制御回路の第2の出力端子からゲート電圧が供給される第4のNチャネルトランジスタと、
前記ハイレベル電位を有するハイレベル電位点にソースが接続され前記第2の制御回路の第3の出力端子からゲート電圧が供給されるPチャネルトランジスタと、
前記第3のNチャネルトランジスタのソースと前記第4のNチャネルトランジスタのドレインと前記Pチャネルトランジスタのドレインとに接続された第2の駆動電圧出力端子と、
前記第2の制御回路の第1の出力端子と前記第3のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記第3のNチャネルトランジスタを導通させるときに前記第3のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第3の昇圧回路と、
前記第2の制御回路の第2の出力端子と前記第4のNチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記第4のNチャネルトランジスタを導通させるときに前記第4のNチャネルトランジスタのゲートに加えられるゲート電圧を上昇させる第4の昇圧回路と、
前記第2の制御回路の第3の出力端子と前記Pチャネルトランジスタのゲートとの間に設けられて前記Pチャネルトランジスタを導通させるときに前記Pチャネルトランジスタのゲートに加えるゲート電圧を下降させる降圧回路とを備えたCCD撮像素子の垂直レジスタ駆動システム。 CCD imaging device including at least one vertical register driving device for a first CCD image pickup device having a binary output voltage and a vertical register driving device for a second first CCD image pickup device having a ternary output voltage A vertical register drive system for the element,
The vertical register driving device of the first CCD image sensor is:
A first signal input terminal for inputting a binary signal;
First and second signals that are converted from the level of the binary signal input from the first signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, and output. A first control circuit having a plurality of output terminals;
A first N channel in which a drain is connected to a middle level potential point having a middle level potential between the high level potential and the low level potential, and a gate voltage is supplied from a first output terminal of the first control circuit. A transistor,
A second N-channel transistor having a source connected to a low-level potential point having the low-level potential and a gate voltage supplied from a second output terminal of the first control circuit;
A first drive voltage output terminal connected to a source of the first N-channel transistor and a drain of the second N-channel transistor;
The gate of the first N-channel transistor, which is provided between the first output terminal of the first control circuit and the gate of the first N-channel transistor to make the first N-channel transistor conductive. A first booster circuit for raising the gate voltage applied to
The gate of the second N-channel transistor, which is provided between the second output terminal of the first control circuit and the gate of the second N-channel transistor to make the second N-channel transistor conductive. A second booster circuit for raising the gate voltage applied to
The vertical register driving device of the second CCD image sensor is:
A second signal input terminal for inputting a binary signal;
First and second signals that are converted from the level of the binary signal input from the second signal input terminal into two potentials, a high level potential and a low level potential for driving the vertical register of the CCD image sensor, are output. And a second control circuit having a third output terminal;
A third N channel in which a drain is connected to a middle level potential point having a middle level potential between the high level potential and the low level potential, and a gate voltage is supplied from a first output terminal of the second control circuit A transistor,
A fourth N-channel transistor having a source connected to a low-level potential point having the low-level potential and a gate voltage supplied from a second output terminal of the second control circuit;
A P-channel transistor having a source connected to a high-level potential point having the high-level potential and a gate voltage supplied from a third output terminal of the second control circuit;
A second drive voltage output terminal connected to the source of the third N-channel transistor, the drain of the fourth N-channel transistor, and the drain of the P-channel transistor;
The gate of the third N-channel transistor, which is provided between the first output terminal of the second control circuit and the gate of the third N-channel transistor and makes the third N-channel transistor conductive. A third booster circuit for raising the gate voltage applied to
The gate of the fourth N-channel transistor, which is provided between the second output terminal of the second control circuit and the gate of the fourth N-channel transistor to make the fourth N-channel transistor conductive. A fourth booster circuit for raising the gate voltage applied to
A step-down circuit that is provided between the third output terminal of the second control circuit and the gate of the P-channel transistor, and lowers the gate voltage applied to the gate of the P-channel transistor when the P-channel transistor is made conductive. A vertical register driving system for a CCD image pickup device.
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