Пространственно-распределенный фотоприемник Советский патент 1976 года по МПК G11C11/42 

(54) ПРОС ГРАНСТВЕННО-Р АСПРЕДЕЛЕНИЫЙ ФОТОПРИЕМНИК

Материал пластины исходного монокристалла служит базовой областью 1. Вытянутые в одном направлении f ( 4 ) области 2 совместно с областью 1 образуют простран ственно-распрвделнтепьные фотоприемные диоды. Сплошная распределенная по противоположной грани р / и- J область 3 образует совместно с областью 1 пространственнораспределенные развязывающие диоды. Разрядными шинами служат омические контакты 4, расположенные на поверхности областей 2, адресными шинами - контакты 5 и 6, расположенные на краях области 3. Разряд-, ные и адресные шины взаимно ортогональны

Изоляция элементарных ячеек друг от друга достигается за счет того, что область 1 обладает повышенным удельным сопротивлением J и малым временем жизни. Повышение удельного сопротивления базовой об- ласти в случае использования кремния може б.ыть достигнуто, например, за -счвз; компен сации примесей, дающих мелкие уровни, золотом до величины J 4.1О см.. см. Выбор толщины исходной пластины монокрис- таляа и глубин диффузии при формировании переходов, а также выбор удельного сопротивления базовой области диктуется требованием, чтобы динамическое падение напряжения на р- н переходах элементарной ячейки было MeHbtue, чем падение напряжения на элементе базового слоя Uj ,

где: k - постоянная Больнмана; Т -температура ° К; з, -заряд электрона. Поскольку Lj) . где: - максимальная плотность тока через элементарную ячейку, зависящая от ее-освещенности, то для толщины и удельного сопротивления базовой области должно выполняться соотношение

4-кТ

.

мате

В качестве фотоприемных диодов мргут работать и диоды, образованные сплошным слоем 3. Тогда диоды, образованные дискретными полосками, служат развязывающими элементами. Таким образом, освещение

может быть осуществлено с любой грани монокристалла.

В исходном состоянии кодовая пластина с записанной на ней информаичей оптически спроектирована на фоточувствительную поверхность фотоприемника На контакты 5 и 6 подано лостоянное I смешение, которое образует на омическом сопротивлении слоя 3 линии равного потенциала, перпендикуляр- чЫе разрядным шинам 4. Поступление адреса от блока управления выборкой слова приводит к созданию нулевой эквипотенииа- ли на слое 3 в местах опрашиваемых элементарных ячеек. Шины 4 находятся под нулевым потенциалом, поэтому все фотодиоды выше нулевой эквипотенциали оказываются под CMjememieM противоположного знака по отношению к фотодиодам, расположенным ниже нулевой эквипотенциали. Перемещение линии нулевого потенциала

и дифференцирование тока поразрядными усилителями позволяет выделить сигнал, пропорциональный освещенности выбираемой строки-, слова изображения.

Поскольку изоляция элементарных ячеек осуществляется за счет высокого удельного сопротивления и малого времени жизни носителей в базовой области, коэффициент использования фотоприемной прверхноо ти велик и близок к80-90%.

Надежность устройства повышена за

счет того, что общее число электрических

контактов к матрице сведено к N К

вместо , М адресных шин заменены

.двумя контактами 5 и 6.

Формула изобретения

Пространственно-распределительный фо- топриемник, выполненный в виде многослойной полупроводниковой пластины, содержащий матрицу элементарных ячеек, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, элементарная ячейка выполвена из двух:р(и) переходов, образованных двумя параллельными р (п) областями и распоженных на одной из граней пластины симметрично относительно разделяющей их базовой и. (J) области.