7.6. Плюмбикон
Плюмбикон – название трубки с фотодиодной мишенью из окиси свинца фирмы «Филипс», Нидерланды. Российский аналог называется - глетикон
Широкому использованию видикона в вещательном ТВ препятствует его инерционность, которая складывается из коммутационной и фотоэлектрической составляющих. Для уменьшения фотоэлектрической инерционности необходимо использовать материал с низкой концентрацией ловушек обеспечивающий прохождение носителей тока без рекомбинации, а для уменьшение коммутационной инерционности, необходимо уменьшить емкость элементарного конденсатора мишени за счет изменения его геометрии что приводит к уменьшению времени дозаряда этого конденсатора. Однако, при этом падает постоянная времени разряда Сэ, что приводит к неполному использованию эффекта накопления. Устранение этого недостатка возможно при замене фоторезистивной мишени на мишень фотодиодного типа с p-i-n переходом включенным в обратном направлении. Это обеспечивает малую инерционность фотоэффекта, высокое темновое сопротивление и близкую к линейной световую характеристику.
Конструкция плюмбикона аналогична конструкции видикона (рис.7.4), отличие заключается в структуре фотомишени, которая представлена на рис.7.6.
Мишень плюмбикона состоит из:
Рис.7.6. Конструкция фотомишени плюмбикона
1. Противоореольный фильтр.
2. Стеклянная планшайба.
3. Сигнальная пластина – прозрачный слой чистой окиси свинца.
4. Прозрачный слой полупроводника n типа
5. Тонкий слой химически чистой окиси свинца, обладающий собственной проводимостью - i проводимости .
6. Прозрачный слой полупроводника p типа c большей проводимостью, чем слой 5.
Сигнальная пластина и слой n прозрачны. Слой i с выполнен из кристаллов пластинчатой формы с размерами 0.1х3х0.05 мкм, ориентированных параллельно направлению света. Такая структура мишени позволяет увеличить скорость дрейфа и уменьшить рекомбинацию носителей. Это позволяет увеличить толщину мишени не увеличивая фотоэлектрической инерционности, что позволяет уменьшить емкость и увеличить ее чувствительность за счет более полного поглощения света.
Из-за большой ширины запрещенной зоны i скорость тепловой генерации носителей тока мала, что уменьшает темновой ток и увеличивает темновое R мишени, а в момент коммутации p-i-n переход смещается в обратном направлении, что дополнительно увеличивает Rэт.
Повышенное диффузное рассеяние света вызывает образование ореолов и бликов вокруг ярких деталей, поэтому на плюмбикон устанавливается противоореольный стеклянный диск толщиной около 6 мм.
Световая характеристика плюмбикона линейна в широком диапазоне освещенности, а малый разброс показателя нелинейности 0,95±0.05 является большим достоинством плюмбикона при работе в многотрубочных камерах ЦТВ.
При площади кадра 12.8х17 мм² ПЛЮМБИКОН , обеспечивает высококачественное изображение с разрешением по полю 600 линий и отношением сигнал-шум 200/1 при чувствительности порядка 1 лк, которая в отличие от ВИДИКОНА не зависит от U на сигнальной пластине, поэтому для регулировки чувствительности меняют Кус ВУ.
Существенное преимущество плюмбикона перед видиконом является его малая инерционность (остаточный сигнал спустя кадр £5%). Для большего снижения инерционности при передачи движущихся объектов с низким уровнем освещенности применяется дополнительная подсветка мишени.
При освещенности мишени, превышающую рабочую в 2-3 раза, потенциальный рельеф возрастает настолько, что ток луча развертки не может полностью его стереть. При этом возникают искажения в виде тянущегося следа («хвоста кометы») за ярко освещенными движущимися объектами .Для устранения этого дефекта в последних трубках (ЛИ-457, ЛИ-458) используется специальный антикометный прожектор который «пересвеченные» участки мишени дополнительно считывает лучом с увеличенным током (100-150 мкА) во время обратного хода строки, что обеспечивает полную коммутацию участков мишени с освещенность превышающую нормальную более чем в 30 раз.