Полупроводниковый прибор для преобразования светового излучения в электрический сигнал

 

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР для ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, состоящий из строк и столбцов фоточувствительных ячеек, каяздая из которых содержит фотодиод, адресный, усилительный и установочный МДП-транзисторы , горизонтальных и вертикальных адресных шин первой и второй горизонтальных б ыходных шин, причем затворы адреснь1х транзисторов соединены с вертикальными адресными шинами , стоки, затворы и истоки установочных транзисторов соединены соответственно с горизонтальными адресными шинами, вертикальными адресными шинами и фотодиодами, которые соединены с затворами усилительных транзисторов, отличающийс я тем, что, с целью умножения уровня коммутационных помех, в не .го введен коммутатор двух сигналов на одно направление, входы которого соединены с первой и второй выходными горизонтальными шинами, причем истоки адресных транзисторов соединены со стоками усипительных транзисторов , стоки адресных транзис (Л торов соединены с горизонтальными адресньми шинами, а истоки усилительных транзисторов в нечетных столбцах соединены с первой выходной ;горизонтальной шиной, в четных - с второй. ю ел tc со О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1025296

3 511 Н 01 L 27/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕП=ЛЬСТБУ (21) 3366650/18-25 (22) 11. 12.81 (46) 30.12.84. Бюл. 948 (72) А.Е. Прокофьев (53) 621.327 (088.8) (56) 1. Полупроводниковые формирователи сигналов иэображения. Под ред. Йесперс и др. И., "Мир", 1979, с. 107.

2. Патент Великобритании

И 1268905, кл. Н 1 К,,опублик. 1976 (прототип). .(54)(57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, состоящий из строк и столбцов фоточувствительных ячеек, каждая из которых содержит фотодиод, адресный, усилительный и установочный ИДП-транзисторы; горизонтальных и вертикальных. адресных шин первой и второй горизонтальных выходных шин, причем затворы адресных транзисторов соединены с вертикальными адресными шинами, стоки, затворы и истоки установочных транзисторов соединены соответственно с горизонтальными адресными шинами, вертикальными адресными шинами и фотодиодами, которые соединены с затворами усилительных транзисторов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью умножения уровня коммутационных помех, в него введен коммутатор двух сигналов на одно направление, входы которого соединены с первой и второй выходными горизонтальными шинами, причем истоки адресных транзисторов соединены со стоками усилительных тран- g зисторов, стоки адресных транзисторов соединены с горизонтальными адресньии шинами, а истоки усилительных транзисторов в нечетных столбцах соединены с первой выходной

;горизонтальной шиной, в четных — с второй. шваб

15 ва.

1 10

Изобретение относится к электрон-. ной технике и может быть использовано при создании фотоэлектрических преобразователей.

Известны полупроводниковые приборы для преобразования светового излучения в электрический сигнал Г13.

Их недостатком является сложность и трудность изготовления.

Из известнь м полупроводниковых приборов для преобразования светового излучения в электрический сигнал наиболее близким к изобретению яв ляется полупроводниковый прибор для преобразования светового излучения в электрический сигнал, состоящий из строк и столбцов фоточувствительных ячеек, каждая из которых содер-. жит фотодиод, адресньй, усилительный и установочный ИДП-транзисторы, горизонтальных и вертикальных адресных шин и первой и второй гори- зонтальных выходных шин, причем затворы адресных транзисторов соединены с вертикальными адресными шинами, истоки, затворы и штоки установочных транзисторов соединены, соответственно, с горизонтальными адресными шинами, вертикальными . адресными шинами и фотодиодами, которые соединены с затворами усилитель-.: ных транзисторов (2 .

Недостаток устройства заключается в большом уровне коммутационных помех и сложности, обусловленных использованием большого числа дифференциальных усилителей и переходными процессами в устройстве.

Цель изобретения — уменьшение уровня коммутационных помех.

Цель достигается .тем, что в полупроводниковый прибор для преобразования светового излучения в электрический сигнал, состоящий из строк и столбцов фоточувствительных ячеек, каждая из которых содержит фотодиод, адресный, ускпительный и установочный МДП-транзисторы, горизонтальных и вертикальных адресных шин и первый и второй горизонтальl ных выходных шин, причем затворы адресных .транзисторов соединены с вертикальными адресными шинами, стоки, затворы и истоки установочных транзисторов соединены соответ- ственно с горизонтальными адресными шинами, вертикальными адресными шинами и фотодиодами, которые соедине» ны с затворами усилительных транзис25296 2 торов, введен коммутатор двух сигналов на одно направление, входы которого соединены с первой и второй выходными горизонтальными шинами, причем истоки адресных. транзисторов соединены со стоками усилительных транзисторов, стоки адресных транзисторов соединены с горизонтальными адресными шинами, а истоки усилительных транзисторов в нечетных столбцах соединены с первой выходной горизонтальной шиной, в четных - с второй.

На фиг.1 приведена электрическая схема полупроводникового прибора, на фиг.2 — временная диаграмма тактовых импульсов управляющего напряжения, поясняющая работу устройст-, Двумерный полупроводниковый прибор для преобразования светового излучения в электрический сигнал, эквивалентная электрическая схема которого показана на фиг.1, содержит горизонтальные стоки фоточувствительных ячеек 1, которые соединены по вертикали адресными вертикальными шинами 2. Каждая горизонтальная строка содержит фоточувствительные ячейки 1, которые соединены друг с другом горизонтальной адресной и 3 и дву выходнь р отальными шинами 4 и 5. Каждая фоточувствительная ячейка 1 содержит фотодиод б, адресный 7, усилительный 8 и установочный 9 )ЩП-транзисЗ5 торы. Сток, затвор и исток адресного транзистора 7 соединены соответственно с горизонтальной адресной шиной 3, вертикальной адресной шиной 2 и стоком усилительного

40 транзистора 8, затвор которого соединен с фотодиодом 6 и истоком установочного транзистора 9, Затвор и сток установочного транзистора 9 соединены соответственно со следую4> щей по порядку считывания рядом лежащей вертикальной адресной шиной 2 и горизонтальной адресной шиной 3.

Истоки усилительных транзисторов 8 соединены через один соответственно

50 с первой выходной 4 и второй выходной 5 горизонтальными. шинами. Вертикальные адресные шины 2 полупроводникового прибора для преобразования светового излучения в электри55 ческий сигнал соединены с генератором горизонтальной развертки, а горизонтальные адресные шины 3 соединены с генератором вертикальной

3 10252 развертки, которые находятся в телевизионной камере. Первые и вторые выходные горизонтальные шины 4 и 5 соединены с коммутатором 10, выход которого соединен с сопротивлением нагрузки 11.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы. управляющего напряжения Ux Уц, вырабатываемые генерато- 10 ром горизонтальной и вертикальной раэверток, подаются на вертикальные и горизонтальные адресные шины 2, 3 соответственно. При совпадении импульсов управляющего напряжения 15

Ug и Уц на соединенных с находяе щейся по адресу l К фоточувствительной ячейке 1 вертикальной и горизонтальной адресных шинах 2 и 3 (момент времени < ), установивший- 2о ся в результате накопления фотогенерироцанных носителей заряда Ilo тенциал на барьерной емкости обратносмещенного фотодиода 6 отслеживается усилительным транзистором 8 25 на сопротивлении нагрузки 11, под. —, ключенном коммутатором 10 к первой выходной горизонтальной шине 4.

Восстановление потенциала в этот момент времени на фотодиоде 6 зо в находящейся по адресу -1, К фоточувствительной ячейке 1 сопровождается появлением коммутационной помехи на второй выходной горизонтальной шине 5, отключенной ot coIIpOTHB 35

96 4 ления нагрузки 11 коммутатором 10.

При совпадении импульсов управляющего напряжения 0 и 0ч на соединенных с находящейся по адресу

1 + l, К фоточувствительной ячейкой

1 вертикальной и горизонтальной адресных шинах-2 и 3 (момент времени t g.), установившийся в результате накопления фотогенерированных носителей заряда,потенциал на барьерной емкости обратно смещенного фотодиода 6 отслеживается усилительным транзистором 8 на сопротивлении нагрузки, 11, подключенном коммутатором 10 к второй выходной горизонтальной шине 5. Воссстановление„ потенциала в этот момент времени на фотодиоде 6 в фоточувствительной ячейке 1, находящейся по адресу .

L, K сопровождается появлением коммутационной помехи на первой горизонтальной шине, отключенной от сопротивления нагрузки 11, коммутатором 10. Таким. образом, устройство позволяет получить от каждой фоточувствительной ячейки сигнал, не содержащий коммутационнбй помехи.

Предлагаемое устройство позволяет избавиться от коммутационных помех и увеличить чувствительность к световому излучению в 3-5 pas, что позволит создать телевизионные камеры, обеспечивающие более надежный ввод информации в электронные вычислительные машины.

1f.

102529б

tl Its

Фиг.Р

Составитель А. Нагин

Техред С.Мигунова Корректор М демчнк

Редактор Л. Письман

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9248/4

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4