Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 41 стр.

(для увеличения прозрачности) из поликремния. Строка от строки матричного
ФПЗС отделяется узкими областями стоп-канальной диффузии.
      Функционально ФПЗС — это прибор, воспринимающий изображение,
осуществляющий его разложение на элементарные фрагменты, поэлементное
электронное считывание (сканирование) и формирование на выходе видеосиг-
нала, адекватного изображению. Принцип действия ФПЗС рассмотрим на при-
мере классической трехтактной (трехфазной) схемы управления (рисунок 2.17).
В этом: случае элементарная ячейка ФПЗС включает три соседних электрода
1—3 одной строки. В течение первой фазы (рисунок 2.17 а) к электроду 2 при-
кладывается положительное напряжение хранения (обычно U хр = 10...20 В).
Благодаря возникающему электрическому полю дырки (основные носители) от-
тесняются в глубь полупроводника и у поверхности образуется обедненный
слой (ОС) глубиной xо.с = 0,5...2 мкм, представляющий собой на энергетической
диаграмме потенциальную яму для электронов. Освещение ФПЗС порождает в
объеме полупроводника электронно-дырочные пары, при этом электроны втя-
гиваются в потенциальную яму и локализуются в тонком (около 10 нм) припо-
верхностном слое. Перемещение электронов осуществляется путем дрейфа
(внутри ОС) или диффузии (вне ОС). Накопление электронов ведет к образова-
                                  нию зарядового пакета, который определяется
                                  локальной интенсивностью и временем засвет-
                                  ки (типичная объемная плотность электронов в
                                  пакете около 1018 см-3). Зарядовый пакет может
                                  относительно долго (1 ... 100 мс) сохраняться,
                                  однако постепенно термогенерация электронов
                                  объемными и поверхностными ловушками
                                  приводит к искажению хранимой информации.
                                         Во время второй фазы к электроду 3
                                  прикладывается        напряжение     считывания
                                  U сч > U хр ; вследствие близости электродов 2 и
                                 3 барьер между ними исчезает и зарядовый па-
                                 кет перетекает в более глубокую потенциаль-
                                 ную яму (рисунок 2.17 б). Здесь также имеют
                                 место дрейф (между электродами и вблизи их
                                 краев) и диффузия электронов (под электрода-
                                 ми). Понятно, что и на этой фазе происходит
                                 некоторая утеря информации: часть электро-
                                 нов зарядового пакета рекомбинирует при
         Рисунок 2.17            взаимодействии с поверхностными ловушка-
                                 ми, а часть пропадает вследствие неполного
перетекания зарядов.
     Во время третьей фазы напряжение на электроде 3 снижается до U хр , а с
электрода 2 потенциал снимается (рис. 2.17 в). Заметим, что на электродах, к
которым не приложены напряжения U хр или U сч , все время поддерживается

                                                                              125