Патент ссср 401298

 

1 и г

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ

) 401298 (61) Зависимое от авт. свид-ва(22) Заявлено 05.02.71 (21) 1627783/26 25 (51) М. Кл. Н 05те 33/16 с присоединением заявки №»

Государственный иамитет

Совета теиниетрев СССР ое делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК621,383 (088.8). .. (43} Опубликовано 74Бюллетень ¹35 (45) Дата опубликования описания 19 06.75

К. Ф. Берковская, Н. В. Кириллова, Л. А. Пекный, Б. Г. Подласкин, изобретения С. С. Мескин и В. Н. Равич (71) Заявитель Ордена Ленина физико-технический институт им. A. ф. И фф (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СКАНИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ИЗОБРАЖЕНИЯ.1

Изобретение относится к распределенным излучателям света с управляемой плошадью, и конфигурацией излучающей поверхности. Оно может быть использовано в качестве светового индикатора, табло экрана и в па ре с распределенным фотоприемником в качестве оптоэлектронных генераторов си, гналов сложной формы, коммутатора, дешиф:ратора, сумматора, сдвигового регистра, ячейки памяти и т. п. l0

В известных устройствах управление

:люминесцентными панелями или матрицами инжекционных светодиодов осуществляется от внешних схемных коммутаторов, снабженных постоянными запомьнаюшими уст- 16 ройствами, в которых зафиксирована йРограмма смены йзлучаюшйх конфигураций.

Когда каждый элемент излучателя имеет самостоятельный электрический вывод, перестройка программы управления требует . 20 перекоммутации этих выводов. Если для, упрощения изготовления и увеличения надежности взаимные соединения элементов произведены внутри матрицы и число элект рических выводов значительно меньше чис- 25 ла элементов, смена программы управленйя невозможна.

Предложенный преобразователь отлича:ется тем, что излучатель содержит фотодиоды, включенные между делителем напряжения и светодиодами, при этом одноименные области свето- и фотодиодов соединены между собой.

Конструкция позволяет обеспечить по,элементное управление интенсивностью излучения при минимальном числе электрических выводов и максимальном упрощении внешнего схемного коммутатора, вплоть до замены его в некоторых случае ях генератором пилообразного напряжении.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя, которая соответст вует. варианту изготовления излучателя из дискретных элементов и является эк :вивалентной схемой преобразователя в слу« чае его выполнения в виде пространствен лто-распределенной панели; на фиг. 2, а, б ,приведены два варианта конструктивного ,выполнения преобразователя в виде панелей с распределенными параметрами (на

40-1288,фиг. :2" -«а делитель построен пс липейноГ. т ! му закону, и сканиррвание осуществляется полуплоскостью, на фиг. 2, б де(}итель не линеен и сканирование (ссу(цествляется!

: JIHHeeH3 рас ширяю щейс ч концентричес ко и 0 кружно:— стью); на фиг. 3 пок.- зан вариант выполне:= ния прибора с частично-распределе}}ными параметрами.

Преобразователь содержит светодиоды

Д т Д,... Д, фс:(ОДИОД (Д . Qr .. Д} ., 1 2 "" делитель напрюкения, состояцгий из зле( MBHTQB 2л ) P!J ) " Р } . Y. делиPB(i}0 подкл(0= !

ЧЕН ИСТОЧНИК УПРаВЛЯIОЩЕГО Ck r=-ELBH(I(I }, а К ОбщЕМу дня ЬСЕ ."0-)спнопсвупр

КОНТаКТУ И К ДЕЛНТЗП«0 Иотонциlт С) (}Н В= ния Е . Фотодиоды «осьещень нос. с!70н-= см

НИМ ИСТОтЧНИЕОМ ИЗ}}7 ЧЕПИЯ ="(Сват) ЕНЬ (!!О- тодноды всех тех але лентар}}ых ячеек

) Д вЂ” Д, СВЕТОднсцЫ КотсрЫХ д)ОЛ}! Н-.}

ИЗЛу }атЬ ХОтя бЫ Ь Одной ИЗ С ЛЕНИ(Отци ." друг друга излучаюн(их конфигурация;, Источ}(ик напряжения }.„) обе;".нечи-УI(}) ает индивидуальное напряже}}не -:-а к ;;ой

r элементарной ячейке Д; .-" П . Р нс::::сп=., НЫй МОМЕНТ ЬРЕ)ЛЕ}11! 1}С}.ОЧ-:::К (:; С Зпа.. .«! () ет на всех элементарных ячеика«к о. рнцаr тельное смещение (всe сье(}.о(}иод.:-: за=

ПЕртЫ, фстОНИОдЫ ОЧИ(.,Ь)::н}, ТОК ЧврЕЗ -:-Ей=, ку ограничен запорны:л т:7!10êi .:ьетодиода, из! -учен}(е о (-:у -"- -"ву

l3 )т!ОМЕНТ Hpo;i(Bi!:i (0 ° С!;)O:; Л .:та ГЫ (Ь !

СИНТЕЗт(РОВа}И ПЕР! .=Я !)B!ly -т}1(С)(..:: И. -ir:У:=. рацня, ЗиаЧЕН iB Вс. (Н«т)т,=; —: ..; ЕС((0.::.КО бОЛЬШЕ З}(аЧЕ(}1(я НаНЕНИ-т )впр .- т,-, источника ц на l!B!,.--;. »-, =-.; р, «! i)r»

3 i делителя, но мень)(B, че). нацен)-:е на: .яжения на двух эле. ентах т"-, и т., . . а.=-!. "2

Л т}т ким образом,. элементарная я:-(ейка .(((-- .3.Д

ОКаЗЫВаЕТСЯ rior! Положи i! =.)Iтя)Ы."т СМЕН(ЕНН тт

BM (CBBTOJ1}i0II } ) С "т«()Ь):: (1:0 - С)НИ()()1 )..

ЗаКРЫт, тОК ЧЕРЕЗ И: ейКУ n::.;-.: ï:-„;)!)З!. фототоком ) в сс "а(н щ; .. (} по-прежнему ОпределиB! ©ë светодиодов).

EC()Ij IPEi ТаКСД! РасНРЕДЕ т!B).1)И С, . - Н-:

НИЯ На ЯЧЕйКаХ фОтоДИОЦ Л, С::.: — )Е))"=. фототок ), „, где ., (-:: — нф "ф.о (I). 0 на прямо(.о тока, обеснечиватс щего рз}«=:: с.,)

ГЕНЕРаЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ Р= )т. -ПЕРЕХОДа светодиода Д, то лей}ка Д; "-- Д „ излу:чает. На основе светодиодов, входян(-:=" в

СОСтаь атвй ЯЧЕЙКИ (Ст)Е}- пИОДЬ! -.Л.1 бьlть ьклlсчены параллельно друг другу), Ит}И На ОСНСВС. уЧаСТКа НрсСТраНСТЬЕННО

; pàñïpà,LIB .

„- -- едете}п(сй структуры, соответствующе. го ячейке Д вЂ” Д, формируется перьая

5 1(з . }аюш я конфи(урания. Интенсивность йзлучения регулируется интенсивностью а. ,свес(!(си фотодиодоь.

Б след(ующий !.(о}л)ент времени величпна т- ИЗМЕНЯЕТСЯ так, ЧтО СЛЕДУ)ОИ(аЯ ЯЧЕИКа см

I(I Ą— Д о}сазывастся излучающей, если ее

2 2 фатОДИОДЫ ОСЬЕИт(Е}П Ь HB ОСНОВЕ СВЕтОДИО,, дсв ячейки Д, — Д и сьетодиодов ячейки

Д .— Д„формируется вторая излучающая

-1 (СОН(()ИГУРан}(Я. В СООтьЕтСтВИИ С И;":Л;Ет(ЕНИ.Етт(, Е)11!т(}(}(Ь} L BO P )70" «(ЕНН тт 5!т)с«НИЕТСI) см

-(С}1}ЯР}тосч L С) (Е)ИЕНИ«) На и ЧЕ тл}(аХ И ОСУ ЩЕ с .тьлястся сканирование излучения, rlpo.:® цесс продолжается ьре)т)я Т, равное нернС7п) ЧЗМЕНЕНИЯ НаПРЯжЕНИЯ Е ° За ЗТО ВРЕ::

С; тл мя высвечивается -есь набор излучающих

КспфИГУРаЦИй N, i ÄB :, Рав !О т}ИС!}У з)!е)лентарных ячеек.

,тб

Так,ь простейшем случае при линейном делитe!}B напряжения 1,,;, ", . =- „., литт 4«т° r.

ИЕЙНО)Л ИЗМЕНЕ(И(и На РЯИСЕ)}ИЯ }- — т, см см. О р ЬНОМЕВНой PBCBBT)(B BCBX фОТОЦИОДОВ и НО-.С ЕДОВатЕЛЬНОМ РаСПОЛОжЕНИИ СВСТОДНОЦО)т

Ь СДНой СТРОКЕ За ВРЕ::ЛЯ } ГРапнпта })З)(та-Ю IЛI": Э! BirrÅÍ QH раь)}0!ЛЕр)т(7 ПЕроМЕ!ИИЕ}с:)}нс)) о края излучателя к другому, }тт} тт!). - ((0B T((Ü)Х НОЛожеI.H И, "- - У ="-"-""- -"

)(т)(-.) и !)ас)(РОДЕ!(ЕННЬ}),((1 На )((),,(ЕТРаr.,rH (т()НГ .-.:,! ро;)Ь дИОНQ:Ç Д ...Д .. Л.-,, тр т (« тз

Ет P.=))СНРЕДЕЛЕННЫй Р-.-}С:;. ЕРЕХОД } а

" .О роль светодиодов — распределенный переход Р „Зтн нерехопы образсьаны слт!1(((1!

- 2 11 2 с чередутощейся проводи:;)()стью, LJ(01r! ) ЬЬ(т}ОJ)r(;i т РОЛЬ дЕЛИТЕЛ,- Р„, (т„... p

H с;нз.". 3.-- об чего контакта ко всем с:ве. l сант)да}«) «(тт Q). 2 - (}0(}уи зсли ))у к)и . ((É, Bl 0 ОМИ-(ЕСКQB СОПРОтнВЛЕНИЕ ВДОЛЬ Ст-)7УК.—

,Т}(pp т И}тс}-.Q бс! НН) Е QM}jr(BQ (EОГО ССН) ротиь=

ЛЕННИ r10HB})B) СТ(Н}((т. )урЫ,, ТаК Что т=.((тт)авЕ)Л)тиьат. К(И()аЛЕ-р Ная СХBMа ПтрвобраЗО(!атЕ)!)(,. и тп 17О т! т 1 ай ТВ!! Hая иа (нттп 1 т «ДЕ От(ЗЗЬЫЕ 0

« ттттсттт - Л; !Ет(тарншк Итт" —.- < тт.»т}т(роьаНЫ друг or друга. т.трукт„. ра снабжена кон= Таита)(тт(4т 5, 6, К КОТСРЪ(М СООТЬЕТСТВЕН= но псдк)!ючены источники напрч}кения б5 (= и см упр

Преобразовате()ь может быть вь}полнеи

ЧаСтйт(НС-РаСНРЕ(тe)jeHir.IMH ПаоаМЕ ГРаМЧ, причем область одного типа проводимости, общая для всех фотодиодов, разделена областью того же типа, но пониженной про водимости, эти области соединены между собой через дискретные участки противоположного типа проводимости.

Такая конструкция Iipeобразователя позволяет повысить квантовый выход 113JIyчения, так как обе области непосредствен=

i но прил1ь1кающие к участкам P-11-перехо:= да, излуча1ощим свет, могут быть выпол-нены низкооъгными.

Например, если в качестве изолирующего монокристалла выбран СаЛа, то общая для всех фотодиодов и общая для всех светодиодов р-области могут быть изготовлены легираванием, а дискретные участки {1, -типа- легированием теллуром.

На фиг. 8 показана конструкция преоб= разователя такого варианта выполнени .

Полупровод1п1кавая структура имеет три слоя 7, 8, 9, чередующихся по знаку про= водимости. Общий для всех фотодиодоь елой 7 выполнен на одной из граней Iro= нокристалла. IIa перпендикулярной ей рани сформулированы 1Ч дискретных участков 8, а на грани, параллельной слою

7, r..ioé 9, служащий областью, общей для всех светодиодов.

Собственно р- Г1 -переходы, формирую-..

1цие фотодиоды и светодиоды, образовань1 концами дискретных участков 8, перекры= ваю1цихся слоями 7 и 9.

Дискретные р= VL -переходы P образу1

1о{Г фотодиоды, а дискретные р- р, -перехо{,ы Р. — светодиоды. Слой 7 изолирован

От слоя 8 областью 10.

При выполнении преобразователя Tla основе одного полупроводникового материала, легирова1п1ога примесями, длина волны излучения управляю1цй подсветки и сканируемого излучечия близки друг к друг . При изготовле1п1и всех областей с Груктуры из IIQJI правадниковых мате{) 1=

aJIOB С Ра31 ßЧНОИ 1И11РННОй Заносы :ЕPiiOЙ

1 зоны, например чри формировании гетер переходов, длина волны у11равляющего све:та отличается от длины волны ска1п1руемо-. го излучения, и преобразователь может,быть использован в качестве сканируемого преобразователя изображения.

Предмет изобретения

1. Полупрова111111ковый сканируемый преобразователь изображения, содержащий делитель напря1ке1п111, снабженный контактами для падкл1очения истачlпlка постоянного сл1ещения и источника управляющего напряжения, н светодиоды, соединенные между собой так, что области одного из типов проводимости имеют общий контакт, о тл и ч а ю 1ц и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности оперативного позлементнога управленич интенсивностью излучения светодиодов, он содержит фотодиоды, вклю1енные между делителем напряжения ц указанными светодиодал{и, прн соеди1гепы ogrio .IsreHmie Области прочч водимостп свето- и фотодиодов.

2. Преобразователь пр п. 1, а т л ич а ю щ и и с а тем, что, с целью повыи1ения квантовога выхода, он выполнен в виде единого моноблока, причем область одного типа проводимости, общая для всех светодиодов, и область того же типа проводимости, общая для всех фотодиодов, раз делены областью того же типа, но пониже ной проводил. ости, и соединены между собой через дискретные участки противоположного типа проводимости.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, о тлича1О щи йс я тем,. чтоонвыполЯ.ъ нен На ОснОВс мОНОкрис Галла, пО11иизОлиру/ ющего vaAg, р-области, общие для всех светодиодов и Общие для всех фотодиодов, .1 выполнены из . ОАч, легированного, например, кренлгиием, а дискретные ф участки Я,-типа проводимости выполнены из 1Ъ 48, легированного, наприл1ер,теллуром.

4, Преобразователь по Tlï. 1 и 2 о тл и ч а ю щ и И о я тем, что, с целью обеспечения возможности управления ат

4д истОчника света с д1шнОЙ вОлны, ОГличиой от длины волны, излучаемой светодиодами, общие области светодиодов, общие области фотодиодов и соединительные участки выполнены из полупроводниковых материалов и г различной шириной запрещенной зоны.

401298

Залаз М 8

760

Изд. И 4 3

Подписное

111Н1И11И Государственного комитета Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

11редприятие <11атентз, Москва, Г-59, Бережковская иаб., 24

< .. Коленк в

Составитель

Редактор 1 .1 ыбаж из Техред I1.Õàíåíê эва КоРРектоР Д.k) ахина