Линейный фоточувствительный прибор с переносом зарядов

 

Использование: в системах обнаружения , передачи и анализа изображения. Сущность изобретения: для уменьшения размеров интегральной схемы прибора он содержит ряд фотодиодов и два регистра, образованных электродами,имеющими последовательную зарядовую связь. Каждый регистр имеет секцию считывания с фотодиодов и секцию связи с выходным устройством . Секция связи перпендикулярна в плоскости интегральной схемы к секции считывания, при этом электроды, находящиеся нахонцах секции связи, имеют не менее двух вложенных друг в друга Г-образных электродов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з Н 01 L 27/148

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИБ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764083/25 (22) 05.12.89 (46) 23.03.93. Бюл, М 11 (71) Научно-производственное объединение

"Электрон" (72) В.А.Арутюнов, Н. Г. Богаты рен ко, А,С.Грибов и О,В.Сорокин (56) Кузнецов Ю.А. и Шилин В.А. Микросхемотехника на БИС на приборах с зарядовой связью. М,: Радио и связь, 1988, с. 93, рис, 2,18.

Хоувз М. и Морган Д. Приборы с заряднОй связью. М,: Энергоиздат, 1981, с. 306—

312, рис. 5.3. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДОВ

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к устройствам для преобразования оптических изображений в электрические сигналы. Оно может быть использовано в телевизионной технике, в системах обнаружения, передачи анализа и обработки изображений, Целью изобретения является уменьшение размеров прибора.

На фиг, 1 приведена функциональная схема; на фиг. 2 — его электрическая схема, Здесь строка фотодиодов 1, секции накопления зарядов соответственно для четных и нечетных фотодиодов 2 и 3, первый линейный регистр переноса 4, второй линейный регистр переноса 5, первая секция связи 6, вторая секция связи 7, выходное устройство 8, барьерные электроды фотоди„, Ы2„„1803944 А1 (57) Использование: в системах обнаружения, передачи и анализа изображения. Сущность изобретения: для уменьшения размеров интегральной схемы прибора он содержит ряд фотодиодов и два регистра, образованных электродами, имеющими последовательную зарядовую связь. Каждый регистр имеет секцию считывания с фотодиодов и секцию связи с выходным устройством. Секция связи перпендикулярна в плоскости интегральной схемы к секции считывания, при этом электроды, находящиеся на концах секции связи, имеют не менее двух вложенных друг в друга Г-образных электродов. 2 ил. одов 9, электроды накопления 10, электроды переноса 11, барьерный электрод выходного устройства 12, выходной электрод 13, экранирующий электрод 14, электрод стока

15, сток 16, выходной транзистор ТБ, транзистор сброса Тс. Пунктиром обозначены стопорные(разделительные) диффузионные шины, штриховкой выделены фотодиоды.

Работа предложенного устройства происходит следующим образом. Световое изображение проецируют на фотодиоды 1.

Генерируемые в фотодиодах электроннодырочные пары разделяются на переходе.

Неосновные носители заряда переходят в секции накопления зарядов 2 и 3 соответственно для четных и нечетных фотодиодов.

После завершения накопления их переводят в линейные регистры переноса 4 и 5, а затем по этим регистрам и их продолжени1803944

50 ям-секциям связи 6 и 7 передают к выходному устройству 8, куда заряды поступают поочередно от одного и другого регистра, Выходное устройство вырабатывает импульсы выходного напряжения, размах которых пропорционален величине считываемого заряда, B приборах с зарядовой связью, каким является предлагаемое устройство, заряды находятся в потенциальных ямах, которые индуцируются в полупроводниковой подложке напряжениями, приложенными к электродам, которые располагают поверх слоя диэлектрика, покрывающего полупроводниковую подложку.

Перемещение зарядов происходит в результате сдвига потенциальных ям.

Секция 2 накопления содержит электроды — барьерный 9, накопительный 10 и переноса 11. B период накопления зарядов на электрод 10 подают напряжение, индуцирующее под ним более глубокую потенциальную яму, чем напряжение, поданное на электрод 9, а на электрод переноса 11 подают запирающее напряжение. Поэтому фотогенерированые заряды из фотодиодов 1 переходят в потенциальную яму под электродом 10, где и накапливаются, После завершения процесса накопления на электрод 11 подают отпирающее напряжение, а затем на электроды 9, 10, 11 последовательно запирающее напряжение. При этом накопительные заряды вытесняются в линейные регистры переноса 4 и 5. Затем на электродах 9 и 10 восстанавливают напряжения, индуцирующие потенциальные ямы, и начинают очередной цикл накопления зарядов. Во время очередного цикла накопления проводят считывание зарядов, переведенных до этого в секции 4 и 5, Для этого на электроды регистров 4, 5, 6, 7 и секции связи подают импульсные тактовые напряжения,смещающие потенциальные ямы под электродами вместе с находящимися в ямах зарядами к выходному устройству

Выходное устройство 8 содержит барьерный электрод 12, выходной (плавающий) электрод 13, экранирующий электрод 14, электрод стока 15 и сток 16. Электроды 12 и

14 служат для защиты выходного электрода

13 от наводок на него тактовых напряжений.

На электроды 12 и 14 подают постоянные напряжения, На выходной электрод 13 через транзистор Т, также подают постоянное

30 напряжение, к которому этот электрод подключают раз в строку после считывания всех зарядов из регистров, а затем транзистор Т отключают и оставляют электрод 13 под плавающим потенциалом, Электрод 13 может быть выполнен также в виде р-п-перехода.

Считываемый заряд Q индуциочет на выходном электроде напряжение Us=Q/С, где С вЂ” емкость выходного электрода 13 с учетом присоединенных к нему элементов интегральной схемы. Сброс зарядов производят в сток 16, подавая на электрод 15 импульсы отпирающего напряжения, синхронизированные с тактовыми напряжениями на секциях 4, 5, 6, 7 регистров, Напряжение Ug c выходного электрода 13 поступает на затвор выходного транзистора Т>, который работает обычно в режиме истокового повторителя.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства, как показано на фиг. 2, является то, что секции связи 6 и 7 перпендикулярны в плоскости интегральной схемы соответственно к линейным регистрам переноса 4 и 5. При этом электроды, находящиеся на концах секций связи 6 и 7 и обеспечивающие поворот регистров на 90, имеют Г-образную форму, вложены друг в друга и их не менее двух на каждом конце секций связи 6 и 7. Благодаря этому продольный размер и площадь прибора уменьшаются примерно на 10-30 /, .

Формула изобретения

Линейный фоточувствительный прибор с переносом зарядов, содержащий строку фотодиодов, первый и второй линейные регистры переноса, расположенные по разным сторонам строки фотодиодов, выходное устройство, первую и вторую секции Связи, расположенные между соответствующими линейными регистрами переноса и выходным устройством и образованные электродами, имеющими между собой последовательную зарядовую связь, отличающийся тем, что, с целью уменьшения размеров прибора, электроды первой и второй секций связи расположены вдоль направления, перпендикулярного направлению расположения линейных регистров переноса, при этом на каждом конце секций связи расположено не менее двух вложенных друг в друга Г-образных электродов, 1803944

Составитель О,Сорокин

Техред М,Моргентал Корректор М.Петрова!

Редактор

Произвол:твенно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1059 Тираж Подписное

ВНИИПИГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5