Фоточувствительные приборы с зарядовой связью

Фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ФПЗС) представляет собой специфическую ИМС на основе МДП-структур с регулярной системой электродов, расположенных на поверхности диэлектрика близко друг от друга, так что становится существенным их взаимное влияние (перекрытие полей электродов внутри кристалла).

Рис. 29. Схема участка ПЗС.

Принцип действия приборов с зарядовой связью заключается в том, что на электроды подаются импульсы напряжения, создающие в приповерхностной области неравновесное обеднение основными носителями заряда. В зависимости от соотношения амплитуд импульсов напряжения на соседних электродах реализуется режим хранения или переноса вдоль поверхности зарядового пакета неосновных носителей в подэлектродных областях.

Рис. 30. Распределение потенциала в поверхностном слое трехтактного ПЗС.

В фоточувствительных приборах с зарядовой связью неосновные носители в области обеднения создаются при освещении вследствие фотогенерации электронно-дырочных пар. Пространственное распределение интенсивности излучения преобразуется в рельеф электрических зарядов, локализованных в приповерхностной области. Время хранения зарядовых пакетов составляет 1-100 мс, соответствуя длительности одного кадра. Затем зарядовые пакеты перемещаются от элемента к элементу, выводятся наружу и дают последовательность видеоимпульсов, соответствующую распределению излучения, то есть осуществляется стандартный ТВ алгоритм восприятия образа. Для приема цветного изображения используется система фильтров.

Оптроны

Оптроны - взаимосвязанные пары излучатель-приемник и соответствующая схемотехника.

Источниками излучения могут быть лампы накаливания, неоновые лампы, электролюминесцентные излучатели, но чаще всего используются светодиоды. Приемники – фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры. Среда оптического канала – воздух, стекло, пластмасса или другое прозрачное вещество.

Элементарный оптрон содержит 1 источник и 1 приемник, поэтому носит название оптопара, более сложные оптроны, объединенные в ИМС с одним или несколькими согласующими или усиливающими устройствами называют оптоэлектронными ИМС.