Приборы с зарядовой связью

Приборы с зарядовой связью (ПЗС) представляют собой матрицу близко расположенных и взаимодействующих между собой МДП-структур.

Принцип действия ПЗС состоит в том, что в каждой отдельной МДП-структуре можно создать локальный приповерхностный заряд неосновных носителей и перемещать его вдоль поверхности от одной МДП-структуры к другой, подавая соответствующие потенциалы на затворы МДП-структур.

ПЗС реализуются, как правило, на МДП-структурах с полупроводником n-типа.

При подаче на МДП-структуру обедняющего отрицательного напряжения, основные носители отгоняются от поверхности полупроводника, а к поверхности притягиваются дырки – неосновные носители. Для дырок создается минимум потенциальной энергии у поверхности полупроводника – потенциальная яма. Дырки устремляются к поверхности полупроводника, заполняя потенциальную яму. Глубина потенциальной ямы тем больше, чем выше отрицательное напряжение, подаваемое на металлический затвор МДП-структуры рис. 4.11.

Если на затвор рядом расположенной МДП-структуры подать большее отрицательное напряжение, то у нее образуется более глубокая потенциальная яма. В пространстве между потенциальными ямами образуется электрическое поле, под действием которого дырки будут перемещаться из менее глубокой потенциальной ямы в более глубокую. Таким образом можно перемещать заряды между ячейками ПЗС.

Рис. 4.15

Применяются трехтактные и двухтактные схемы переноса заряда в ПЗС.

ПЗС широко применяются для преобразования изображений в электрические сигналы.

Под действием квантов света в полупроводнике у поверхности генерируются носители. Основные носители выносятся полем, а неосновные накапливаются в потенциальных ямах пропорционально освещенности данной области ПЗС. Затем производят сдвиг записанной информации и на выходе ПЗС получают сигнал, повторяющий распределение освещенности.

ПЗС применяются также в запоминающих устройствах ЭВМ и в устройствах обработки аналоговых сигналов.

Основными видами ПЗС являются:

· ПЗС с трехтактным питанием;

· ПЗС с двухтактным питанием (имеют затворы МДП-структур различной толщины);

· ПЗС со скрытыми затворами в диэлектрике из поликристаллического кремния;

· ПЗС на цепочках МДП-транзисторов (заряд хранится в диффузионных областях);

Дата добавления: 2014-01-07