Приборы с зарядовой связью

Приборы с зарядовой связью (ПЗС) представляют собой матрицу близко распложенных и гальванически связанных МДП структур. (см. рис.)

1 – исток;

2 – сток;

3 – зарядовый пакет.

ПЗС используются в запоминающих устройствах, устройствах аналоговой обработки в качестве формирователей видео сигналов (ФВС). ФВС на основе ПЗС позволяет преобразовывать оптическое изображение в последовательность видеосигналов, что позволяет заменить ими вакуумные телевизионные трубки. Принцип работы ПЗС состоит в том, что в каждой отдельной МДП структуре можно создать приповерхностный заряд неосновных носителей заряда и перемещать его вдоль поверхности от одной МДП структуры к другой, меняя соответствующим образом последовательность тактовых импульсов. ПЗС обычно строят на основе кремния n-типа, и на затвор подают отрицательное рабочее напряжение по модулю меньше порогового, поэтому в n полупроводнике под затвором образуется обедненная основными зарядами область в виде потенциальной ямы. В потенциальной яме скапливаются неосновные носитель заряда – дырки, образующие зарядовый пакет. Если на затворах З3 З5 действует напряжение , а на затворе З4 более отрицательное , то на границах З3 образуется электрическое поле препятствующее перемещению дырок из потенциальной ямы см. а). Пакет дырок под затвором может сохраняться в течение определенного времени. Ввод зарядового пакета под затвор называется режимами записи информации, а напряжение обеспечивающее такой ввод, напряжением записи. В нашем случае показан способ ввода и вывода зарядового пакета с помощью p-n перехода. Дырки, инжектированные положительным импульсом из входного перехода, образуют зарядовый пакет под затвором З1 фазы , на который подан низкий потенциал , в этом случае выполняется неравенство:

затем на фазу подается более низкий потенциал , поэтому зарядовые пакеты перетекают в пустые потенциальные ямы, находящиеся справа см. б).

Влево зарядовые пакеты перемещаться не могут т. к. на затворах фазы потенциалы более высокие, далее на фазу подается потенциал , а на фазы потенциал см. в).

После этого цикл повторяется, зарядовые пакеты перемещаются еще на один шаг. В результате зарядовые пакеты достигают перехода и дают импульс тока в выходные цепи, этим заканчивается транспортировка заряда инжектированного входным переходом.