Фотоприемная ячейка

 

Союз Советских

Соцнапистмчвсннх

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKQMY СВИДЕталЬСтвЮ (iu 879819 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 16.02. 79 (21) 2728309/18-09 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07 ° 11.81 ° Бюллетень,Рв, 41

Дата опубликования опнсания07.11.81 (51)М. Кл.

Н 04 и 5/30

Гаеудерственный квинтет

СССР ао делен нзебретеннй н открытнй (53) УДК 621.397 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.И.Коняев и С.И.Наймарк (71) Заявитель (54) ФОТОПРИЕМНАЯ ЯЧЕЙКА

Изобретение относится к фотоприем= ным устройствам и может быть использовано в вычислительной, измерительной технике и устройствах автоматики.

Известна фотоприемная ячейка, имеющая встроенный предусилитель. Она содержит фотодиод и три МДП-транзистора, причем катод фотодиода соединен с общей шиной, а анод — с истоком ключевого МДП-транзистора, сток

10 которого соединен с общей шиной питания и с затвором следящего ИДП-транзистора. Сток следящего МДП-транзистора соединен с общей шиной, а истоксо стоком третьего МДП-транзистора, tS затвор и исток которого соединены с взаимно-ортогональными шинами. Затвор .ключевого МДП-транзистора соединен с разрядной шиной Pl g.

Однако известная фотоприемная ячейка обладает низкой чувствительностью..

Целью изобретения является упрощение фотоприемной ячейки путем исключения одного ИДП вЂ” транзистора и повьппение чувствительности.

Для этого в фотоприемной ячейке, содержащей фотодиод, катод которого соединен с шиной нулевого потенциала, а анод — с истоком первого МДПтранзистора и затвором второго МДПтранзистора, причем сток первого МДПтранзистора соединен с шиной питания, а затвор — с опросной шиной, сток второго ИДП-транзистора подключен к истоку первого ИЛП-транзистора, а исток второго МДП-транзистора соединен с разрядной шиной.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема фотоприемной ячейки и шины матрицы.

Фотоприемная ячейка содержит два

ИДП-транзистора 1 и 2, и фотодиод

3, шину 4 нулевого потенциала, шину

5 питания, опросную шину 6, разрядную шину .7, элемент И 8 с входом 9 и выходом 10.

879819.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

SO 1. Патент Великобритании У 1268905, кл. Н 1 R, опублик. 1972 (прототип).

Работает приемная ячейка следующим образом.

На шину 5 подается постоянное напряжение питания 0„„ Пусть в начальном состоянии емкость фотодиода

3 — С* разряжена. При подаче импульса опроса на шину 6 транзистор 1 отпирается, и начинается заряд емкости.

СА фотодиода 3 до напряжения Π——

=("пи - 0„0р), где О - напряжение на фотодиоде1 Q ц — пороговое напряжение транзистора 1; — длительность импульса; С = Q.С вЂ” постоянная 4 времени цепи заряда емкости фотодиода С через транзистор I с внут- 1s ренним сопротивлением R

Транзистор 2 будет закрыт до тех пор, пока на фотодиоде 3 напряжение не достигнет порогового значения транзистора 2, это соответствует нулевому значению потенциала на разрядной шине 7. При подаче в этот момент короткого стробирующего импульса на вход 9 элемента И на его выходе 10 сигнала не будет. За время действия Т опросного импульса напряжение 0 достигнет 0 пор транзистор 2 открывается и на шине 7 появится сигнал с задержкой + . Если далее фотодиод 3 не освещается, то при подаче заряжающего,емкость фотодиода 3 импульса на шине 7 появится импульс напряжения без задержки. Этот импульс приходит на вход элемента И без задержки одновременно с коротким стро35 бирующим импульсом (на вход 9), и на выходе 10 элемента И появится выходной короткий импульс.

Если фотодиод 3 освещен, емкость

Сд разрядится фототоком 3> = n ° р.

40 где n — коэффициент преобразования света фотодиодом, Р— мощность светового потока.

В этом случае при подаче опросного импульса на шину 6 на фотодиоде

3 растет напряжение, как в описанном

45 ранее случае, и при подаче стробирующе- го импульса на вход 9 элемента И на выходе 10 этого элемента импульс отсут ствует.

Благодаря тому, что напряжение на фотодиоде 3 и соответственно на затворе транзистора 2 устанавливается после дозаряда через ключевой транзистор 1 равным 0 ядр, при последующем опросе ячейки без воздействия света рабочая точка транзистора

2 уходит в область насыщения. Это исключает разброс выходного сигнала по току из-за разброса пороговых напряжений следящих транзисторов в . матрице. Воздействие светового потока на фотодиод 3 приводит к разряду емкости Сд и, соответственно, к запиранию следящего транзистора 2, при опросе этой ячейки в интервале

ВРЕМЕНИ t = BblXOAHOB HR к (v ð- и пряжение на разрядной шине 7 будет равно нулю. При пороговом напряжении у типовых ИДП вЂ” транзисторов, равном

1,5-2,5 В изменение напряжения на фотодиоде в пределах 0,5-1 В достаточно для изменения тока через транзистор 2 на 3-5 порядков.

Таким образом, предлагаемая схе- ма обеспечивает максимальную чувствительность фотоприемной ячейки при ее упрощении за счет исключения одного МДП-транзистора.

Фотоприемная ячейка, содержащая фотодиод, катод которого соединен с шиной нулевого потенциала, а анод — с истоком первого МДП-транзистора и затвором второго МДП-транзистора, причем сток первого ИДП-транзистора соединен с шиной питания, а затвор — с опросной шиной, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью упрощения путем исключения одного МДП-транзистора и повышения чувствительности, сток второго МДП-транзистора подключен к истоку первого ИДП-транзистора, а исток второго МДП-транзистора соединен с разрядной шиной.

879819

Составитель А.Панов

Редактор С.Титова Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Бутяга

Заказ 9746/31 Тираж 701 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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