•оптоэлектронные коммутаторы аналоговых сигналов;

•оптоэлектронные реле, предназначенные для гальванической развязки сигнальных управляющих систем от выходных цепей мощных исполнительных механизмов.

•Входные цепи этих оптопар обычно согласованы с типовыми логическими сигналами интегральных схем или микропроцессоров, а выходные параметры определяются свойствами исполнительных механизмов или мощных полупроводниковых ключей (тиристоров, симисторов и др.)

ПРИБОРЫ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ

•ПЗС – полупроводниковый прибор, имеющий большое число близко расположенных и изолирован-ных от подложки затворов, под которым может происходить

перенос к стоку информационных пакетов

неосновных носителей заряда, либо инжектированных из истока, либо возникших в подложке при

воздействии оптического излучения.

•ПЗС – это полупроводниковый прибор, представляющий собой семейство полевых транзисторов.

•Так как единый (непрерывный) проводящий канал между истоком и стоком отсутствует, а движение заряда происходит от затвора к затвору, то для реализации такого движения необходимо подавать соответствующие управляющие напряжения.

+ + +

•ПЗС выполнен на подложке из n-кремния и имеет две высоколегированные р+-области, используемые как

Исток и Сток.

•Между этими областями расположены семь затво-ров: находящийся непосредственно возле Истока –

управляющий затвор и шесть динамических затворов, необходимых для переноса зарядов неосновных носителей от Истока к Стоку.

•Динамические затворы соединены попарно, образуя

три секции переноса.

•Для нормальной работы ПЗС на секции переноса подаются ступенчатые напряжения, причем уровень одной ступени положительный, а у двух других –

отрицательные.

•Уровни напряжений циклически изменяются, создавая в теле подложки сдвигающиеся вслед за изменением ступенчатого напряжения точечные индуцированные

каналы.

•В этих микроканалах происходит передача неосновных для подложки носителей заряда (в рассматриваемом случае – дырок).

•В момент времени t1 на управляющий затвор подано напряжение Uупр, значение которого определяет величину заряда, передаваемого через

индуцированный точечный канал под управляющим затвором от Истока к первому микроканалу переноса.

•На затвор следующей секции переноса подано

положительное напряжение, что препятствует образованию микроканала под этим затвором. Поэтому заряд не может двигаться далее первой секции.

•В следующий момент времени t2 напряжение с управляющего затвора снимается, а заряд перемещается

из первой секции во вторую, потому что в ней индуцирован микроканал с большей проводимостью, чем в первой секции.

•В каждый следующий момент времени (t3 и далее)

заряд перемещается вправо на одну секцию по индуцированным микроканалам.

•Напряжение на управляющий затвор Uупр для формирования величины очередного заряда подается

один раз на три цикла передачи (в моменты времени t1, t4, t7 и т.д.).

•Через шесть тактов заряд из последней секции

передается на вывод Стока.

•Таким образом ПЗС способен передавать фиксированные порции электрического заряда от Истока к Стоку,

•причем величина заряда определяется значением управляющего напряжения Uупр,

•а время задержки передачи зависит от количества секций с динамическими затворами и частоты формирования сигналов переноса.

•Выбор этой частоты определяется следующими ограничениями:

•Очевидно, что хранение заряда в микроканале сопряжено с его потерей вследствие тепловых токов утечки в полупроводнике подложки.

•Поэтому с понижением частоты сигналов переноса,

величина заряда, достигающая стока, уменьшается.

•Следовательно, с точки зрения увеличения коэффициента передачи частота сдвига должна увеличиваться.

•Однако увеличение этой частоты наталкивается на ограничения, связанные с конечным временем перетекания объемного заряда из одного микро- канала к другому.

•Поэтому реальная частота сигналов сдвига имеет ограничения как сверху, так и снизу и лежит в диапазоне от десятков килоГерц до десятков МегаГерц.

•В современных ПЗС число секций переноса может

превышать миллион.

•ПЗС обладают исключительной функциональной широтой: пожалуй, кроме генерации сигналов, они могут выполнять любые действия, связанные с

накоплением и преобразованием информации, производить аналоговую и цифровую обработку информации,

•на ПЗС реализуют линии задержки, фильтры, динамические запоминающие устройства и др.

•Объединение ПЗС с фоточувствительными элемен- тами позволяет на одном кристалле реализовать

преобразование оптического изображения в аналоговый или цифровой видеосигнал.

•Фото-ПЗС являются основным чувствительным элементом в цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и сканерах.

•Преимущества фото-ПЗС по сравнению

электронно-лучевыми трубками:

•минимальные габариты и малая потребляемая мощность (что позволяет встраивать видеокамеры в даже сотовые телефоны),

•возможность получения жесткого растра без геометрических искажений,

•возможность обработки информации непосред- ственно на кристалле,

•нечувствительность к электромагнитным полям и

др.

Вопросы для экспресс-контроля