Полупроводниковый прибор для преобразования светового излучения в электрический сигнал Советский патент 1984 года по МПК H01L27/14 

Изобретение относится к электрон ной технике и может быть использовано при создании фотоэлектрических преобразователей. Известны полупроводниковые прибо ры для преобразования светового излучения в электрический сигнал 1J Их недостатком является сложность и трудность изготовления. Из известньпс полупроводниковых приборов для преобразования светово го излучения в электрический сигнал наиболее близким к изобретению яв|ляется полупроводниковый прибор для преобразования светового излз 1ения в электрический сигнал, состоящий из строк и столбцов фоточувствитель ных ячеек, каждая из которых содержит фотодиод, адресный, усилительньй и установочный МДП-транзисторы, горизонтальных и вертикальных адресных шин и первой и второй горизонтальных выходных шин, причем затврры адресньк транзисторов соединены с вертикальными адресными ши нами, истоки, затворы и штоки установочных транзисторов соединены, соответственно, с горизонтальными адресными шинами, вертикальными адресными шинами и фотодиодами, которые соединены с затворами усилйтелы ных транзисторов 23Недостаток устройства заключаетс 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 пояу проводниковьй прибор для преобра.зования светового излучения в электрический сигнал, состоящий из строк и столбцов фоточувствительных ячеек, каждая из которых содержит фотодиод, адресный, усилительный и установочный МДП-транзисторы, горизонтальных и вертикальных адресных шин и первьй и второй горизонтальных 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 транзис 6 торов, введен коммутатор двух сигналов на одно направление, входы которого соединены с первой и агорой выходными горизонтальными шинами, причей 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-. ва. 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 шиной 3 и двумя выходными горизонтальными шинами 4 и 5. Каждая фоточувствительная ячейка 1 содержит фотодиод 6, адресный 7, усилительньй 8 и установочньй 9 ВДП-транзисторы. Сток, затвор и исток адресного транзистора 7 соединены соответственно с горизонтальной адресной шиной 3, вертикальной адресной шиной 2 и стоком усилительного транзистора 8, затвор которого соединен с фотодиодом 6 и истоком установочного транзистора 9, Затвор и сток установочного транзистора 9 соединены соответственно со следующей по порядку считывания рядом лежащей вертикальной адресной пганой 2 и горизонтальной адресной шиной 3. Истоки усилительных транзисторов 8 соединены через один соответственно с первой выходной 4 и второй выходной 5 горизонтальными шинами. Вертикальные адреси ме шины 2 полупроводникового прибора для преобразования светового излучения в электрический сигнал соединены с генератором горизонтальной развертки, а горизонтальные адресные шины 3- соединены с генератором вертикальной развертки, которые находятся в теле визионной 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 L/X и« f вьфабатываемые генерато ром горизонтальной и вертикальной разверток, подаются йа вертикальные и горизонтальные адресные шины 2, 3 соответственно. При совпадении импульсов управляющего напряжения Ux и i/y на соединенных с находящейся по адресу I К фоточувствительной ячейке 1 вертикальной и горизонтальной адресных шинах 2 и 3 (момент времени tf ), установившийся в результате накопления фотогенерироаанных носителей заряда потенциал на барьерной емкости обратносмещенного фотодиода 6 отслеживается усилительным транзистором 8 на сопротивлении нагрузки 11, подг ключенном коммутатором 10 к первой выходной горизонтальной шине 4; Восстановление потенциала в этот момент времени на фотодиоде 6 в находящейся по адресу -1,1 фото чувствительной ячейке 1 сопровождается появлением коммутационной помехи на второй вькодной горизонталь ной шине 5, отключенной от сопротив 6 ления нагрузки 11 коммутатором 10. При совпадении импульсов управляющего напряжения Ux и Uy на соединенных с находящейся по адресу I, Кфоточувствительной ячейкой 1 вертикальной и горизонтальной адресных шинах 2 и 3 (момент времени t г), 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 щине 5. Воссстановление, потенциала в этот момент времени на фотодиоде 6 в фоточувствительной ячейке 1, находящейся по адресу Lt 1 сопровождается появлением коммутационной помехи на первой горизонтйльной шине, отключенной от сопротивления нагрузки 11, коммутатором 10. Таким образом, устройство позволяет получить от каждой фоточувствительной ячейки сигнал, не содержащий коммутационной помеяи. Предлагаемое устройство позволяет избавиться от коммутационных помех и увеличить чувствительность к световому излучению в 3-5 раз, что позволит создать телевизионные камеры, обеспечивающие более надежный ввод информации в электронные вычислительные машины.

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)