ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ (ПЗС). ПРИМЕНЕНИЕ ПЗС.
Полупроводниковые приборы c зарядовой связью – этополупроводниковый прибор, в котором происходит накопление неосновных носителей под электродами МОП-структур и перемещение этих носителей от одного электрода к другому.
Электрический сигнал в приборах с зарядовой связью(ПЗС) представлен не напряжением или током, как в обычных аналоговых или цифровых схемах, а зарядом неосновных носителей – зарядовым пакетом.
Приборы с зарядовой связью (ПЗС) – представляют собой полупроводниковый прибор, имеющий большое число затворов изолированных от подложки и расположенных очень близко друг к другу. От истока происходит перенос пакета неосновных носителей заряда под затворами к стоку.
Таким образом ПЗС представляет собой семейство полевых транзисторов. Однако принцип работы основан на движении неосновных носителей заряда как у биполярного транзистора.
В отличии от полевого транзистора у ПЗС отсутствует проводящий канал между истоком и стоком. Перенос носителей от истока к стоку, т.е. движение заряда, происходит от затвора к затвору за счёт подачи на затворы управляющих напряжений.
В связи с этим ПЗС является динамическим полупроводниковым прибором работа которого возможна только при подаче постоянно изменяющегося по величине управляющего напряжения.
Принцип действия ПЗС основан на накоплении и хранении заряда неосновных носителей в потенциальных ямах, образующихся у поверхности полупроводника под действием внешнего электрического поля, прикладываемого к затвору, и перемещении этого заряда вдоль поверхности при изменении соответствующим образом управляющих напряжений на соседних элементах.
Основными элементами ПЗС являются однотипные МОП-конденсаторы, близко расположенные на одном кристалле и взаимодействующие между собой. На входе и выходе цепочки МОП- конденсаторов используются или диоды, или полевые транзисторы (рис. 7.15).
рис. 7.15. Структура МОП- полевого транзистора в ПЗС
Для того, чтобы между соседними затворами обеспечивалось взаимодействие с помощью переноса зарядовых пакетов, расстояние между затворами должно быть малым по сравнению с толщиной обедненных слоев под затворами. Размер каждого электрода вдоль цепочки составляет 10…15 мкм, а промежутки между электродами 2…4 мкм. Благодаря непосредственной зарядовой связи между соседними элементами в ПЗС не нужны сигнальные проводники, как в интегральных схемах на транзисторах. Слой диэлектрика имеет толщину порядка 0,1 мкм.
При работе ПЗСв аналоговых устройствах паразитный заряд изменяет величину полезного информационного сигнала, что вызывает искажение хранимой аналоговой информации. Для современных ПЗС максимальное время хранения заряда лежит в пределах от сотен миллисекунд до десятков секунд.
ПЗС способен передавать фиксированные порции электрического заряда от истока к стоку. Величина передаваемого заряда однозначно определяется величиной управляющего напряжения Uупр , а время задержки передачизаряда зависит от частоты изменения напряжения на затворах. С уменьшением частоты изменения напряжения переноса величины заряда, которая достигает стока уменьшается.
ПЗС также используются в качестве компенсирующих устройств при магнитной записи звуковых колебаний и видеосигналов, для коррекции звука и изображения в цветном телевидении.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ. СВЕТОДИОДЫ, УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПАРАМЕТРЫ.
Основные конструкции структурполупроводниковых излучателей представлены на рис. 5.29. Эпитаксиальная структура на основе laAs ( Si) на рис. 5.29 а имеет наибольший среди современных СИД квантовый выход за счет снижения оптических потерь при выходе излучения. Односторонняя ( двухслойная) гетероструктура ( рис. 5.29 6) продемонстрировала все преимущества гетероструктур.
Светодиод – это радиоэлектронный прибор, выполненный на основе полупроводника (в большинстве случаев из легированного кремния или германия), принцип действия которого основан на односторонней проводимости с выделением светового излучения.
Устройство светодиода
Как и любой полупроводник, светодиод представляет собой соединение полупроводникового кристалла p – типа (легированного трехвалентным материалом – например In ) с полупроводниковым кристаллом n – типа (легированным пятивалентным материалом – например As), которое образует p –n переход.
Кристалл p – типаобладает свойством «дырочной» проводимости – носителями заряда в таких кристаллах являются положительно заряженные участки ковалентных связей кристалла, которым недостает электронов (Рис.1).
Рисунок 1. Дырочная проводимость полупроводника
Кристалл n – типа обладает электронной проводимостью - носителями заряда в таких кристаллах являются отрицательно заряженные свободные электроны
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 275; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!