Зарядовой пакет
Cтраница 1
Накопленные фотогенерированные зарядовые пакеты методом черезэлементной разборки передаются в двухфазные сдвиговые ПЗС-регистры при приложении высокого потенциала к разрешающему затвору. Каждый регистр оснащен двухзатворным входным устройством, носящим тестовый характер. Выходное устройство каждого регистра представляет собой двухкаскадный потоковый повторитель с транзистором выборки хранения между каскадами. [1]
Перенос зарядовых пакетов становится возможным благодаря краевому эффекту. Размеры областей за границами затвора, в которых формируется потенциальная яма, увеличиваются с ростом напряжения на затворе. Только при достаточно больших напряжениях на соседних затворах и малых расстояниях между ними потенциальные ямы под соседними затворами перекрываются, образуя единую потенциальную яму. [2]
Потери зарядового пакета при переносе на высоких тактовых частотах в основном вызваны тем, что за малое время, отводимое на перенос, часть электронов не успевает переместиться в соседний элемент и остается в предыдущем. [3]
 |
Структура обедненного слоя и электрического поля в ПЗС. [4] |
Ввод зарядового пакета под тот или иной затвор называют режимом записи. [5]
Для вывода зарядового пакета на выходе используют устройство ( рис. 11.8, а), содержащее область / я - типа проводимости, омический контакт 2 к этой области и выходной затвор ФВых - Область / образует с подложкой выходной диод, который смещают в обратном направлении. Для этого на выходной контакт через резистор подают постоянное положительное напряжение, превышающее максимальное напряжение на ФВых - В некоторый момент времени на выходной затвор подают импульс положительной полярности, разрешающий вывод зарядового пакета. Если в последнем элементе Ф3 к этому моменту времени был накоплен зарядовый пакет, то он переместится в потенциальную яму, расположенную под выходным затвором ( рис. 11.8 6), а затем в более глубокую потенциальную яму области п - типа и, наконец, в выходную цепь - резистор, присоединенный к п - области. К выходному выводу подключают чувствительный усилитель на МДП-транзисторах, которые создаются на этой же подложке. [6]
Максимальная величина зарядового пакета Qn макс является важным параметром, характеризующим управляющую способность ПЗС. Она пропорциональна амплитуде управляющего напряжения и площади затвора. [7]
В процессе переноса зарядового пакета имеют место потери заряда. Эти потери связаны, во-первых, с тем, что скорости зарядов в пакете не одинаковы, и требуется определенное время, чтобы обеспечить перенос всего заряда без остатка. Во-вторых, с тем, что часть зарядов оказывается захваченной приповерхностными ловушками. Таким образом, для переноса зарядового пакета без потерь необходимо какое-то минимальное время. [8]
В результате влияния зарядового пакета Qn2 при одинаковых напряжениях на затворах 2 и 3 в общей потенциальной яме возникнет продольное электрическое поле, ускоряющее электроны в сторону третьего элемента. [9]
В ФПЗИ перемещение зарядового пакета происходит только в пределах фоточувствительного элемента с последующей его инжекцией и подложку или область стока заряда. На рис. 13.4 показаны матрица фоточувствительных элементов ( обведена штриховой линией) и схемы управления и считывания. Каждый элемент состоит из двух близко расположенных МДП-конденсаторов, между которыми возможен перенос зарядов. [10]
В процессе переноса зарядового пакета имеют место потери заряда. Эти потери связаны, во-первых, с тем, что скорости носителей заряда в пакете различны и требуется определенное время для переноса всего заряда, во-вторых, с тем, что часть зарядов оказывается захваченной приповерхностными ловушками. Следовательно, для переноса зарядового пакета без потерь необходимо какое-то минимальное время. [11]
По мере накопления зарядового пакета за счет тепловой генерации носителей заряда толщина обедненного слоя Lo6 и поверхностный потенциал полупроводника фпов уменьшаются, а разность потенциалов на диэлектрике увеличивается. В установившемся режиме ( / - - оо) поверхностный потенциал уменьшается до значения ФПОР 2фт1п ( УУа / / г), где Na - концентрация акцепторов в подложке; n - f - концентрация собственных носителей. [12]
Последнее достигается суммированием зарядовых пакетов, принадлежащих соседним по горизонтали и вертикали элементам. Суммирование зарядовых пакетов соседних по вертикали элементов осуществляется в выходном регистре матричного ПЗС задержкой выноса зарядов на время переноса из секции памяти в регистр считывания нескольких последовательных строк. Суммирование зарядовых пакетов соседних по горизонтали элементов возможно в выходном устройстве прибора. [13]
Рассмотрим процесс переноса зарядового пакета в ПЗС с трехтакто-ной схемой управления. Временные диаграммы управляющих импульсов для этого случая приведены на рис. 11.5. Пусть в момент времени ti на затворах, присоединенных к шине Ф2, напряжение высокого уровня i / з Unop и под вторым и пятым затворами накоплены зарядовые пакеты Qn2 и Qn5 ( рис. 11.6), а на затворах, присоединенных к шинам 0j и Ф3 - напряжение низкого уровня и под соответствующими затворами нет потенциальных ям и зарядовых пакетов. В момент времени tz на затворы, соединенные с шиной Ф3, поступает напряжение высокого уровня и под ними практически мгновенно формируются пустые потенциальные ямы. На затворах шины Фа сохраняется напряжение низкого уровня. [14]
Устройства ввода и вывода зарядовых пакетов являются обязательными структурными элементами ПЗС. Они позволяют преобразовывать выходные сигналы ( уровни напряжения) в сигнальные зарядовые пакеты, а на выходе осуществлять обратное преобразование. [15]
Страницы: 1 2 3 4