Приборы с зарядовой связью курсовая работа

Posted on by dreamdedown

Реальная разрешающая способность ПЗС ниже рассчитанной по формуле 4. Основные понятия оптики. Физические элементы полупроводниковых приборов. Резкий переход. Кроме ПЗС простейшей структуры рис. У поверхности же образуется обедненная область, которая на энергетической диаграмме представляет собой потенциальную яму для неосновных носителей — дырок. Поэтому для реализации РУПЗ необходимы высокостабильные источники питания.

Типы структур фотоприемных ячеек фоточувствительных приборов с зарядовой связью ФПЗС.

[TRANSLIT]

Накопление заряда в пикселях ФПЗС и его перенос. Метод краевой функции рассеяния. Зависимость модуляции от параметров. Моделирование ФПЗС с обратной засветкой. Сравнительный анализ существующих способов построения телевизионных камер на приборах с зарядовой связью ПЗС.

Этапы синтеза схем управления вертикальным и горизонтальным переносом зарядов в матрице ПЗС. Разработка блока обработки видеосигнала. Конструкции полевых транзисторов с управляющим р-п переходом. Стоко-затворная и стоковая выходная характеристики, параметры и принцип действия транзисторов.

Смитом G. Smith в В ПЗС осуществляется направленная передача зарядов от электрода к электроду путём манипуляции электрич. Заряды в ПЗС вводятся электрич.

ПЗС приборы с зарядовой связью курсовая работа преобразование оптич. Используются термины "прибор с переносом заряда" ППЗ и "фоточувствит. ПЗС изготовляют на основе монокристаллич. Для этого на поверхности кремниевой пластины методом термич.

Этот процесс осуществляется т.

Реферат: Прибор с зарядовой связью

Электроды отд. Посмотреть все рефераты. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника Что такое прибор с зарядовой связью? Объясните принцип действия динистора. Скачать Скачать документ Читать online Читать online. При модифицированной кадровой организации элементы хранения, расположенные рядом со светочувствительными элементами, необходимо защищать от света с помощью металлизации, что усложняет технологию.

Технологическими недостатками приборов с инжекцией заряда являются необходимость формирования в каждом светочувствительном элементе диффузионной области и приборы с зарядовой связью курсовая работа металлизированных шин строк и столбцов.

Наибольшая разрешающая способность Х Х элементов достигнута при использовании кадровой организации трехтактных структур с трехслойными кремниевыми электродами. Таким образом, различные способы организации имеют определенные достоинства и недостатки; наилучшее сочетание характеристик имеют кадровая и модифицированная кадровая организации.

Строка ФСИ на МДП-фотодиодных элементах: 1 - фотодиод; 2 -передающий МДП-транзистор; 3 - вход тактовых импульсов обслуживающего сдвигового регистра; 4 - сдвиговый регистр на МДП-транзисторах; 5 - вход питания; 6- выход видеосигнала. ФСИ на основе МДП-фотодиодных структур представляет собой фотодиодную схему, в которой для сканирования зарядовых пакетов используются МДП-транзисторы рис. Воспринимаемое изображение преобразуется в картину зарядовых пакетов, накапливаемых на р — n-переходах фотодиодов.

Передача зарядов на выход осуществляется с помощью последовательно открывающихся МДП-транзисторов, которые управляются сигналами от сдвигового регистра, выполненного также на МДП-транзисторах и сформированного на том же кристалле.

Адресная организация ФСИ устраняет этот недостаток. Заряд дырок плотностью Qpравномерно локализован в ПЗС1. Часть этих. Передающие камеры для малых уровней освещенности являются еще одной перспективной областью применения ПЗС. Рассмотрение общих сведений о приборах с зарядовой связью.

Таким образом, в данном ФСИ функции преобразования света в приборы с зарядовой связью курсовая работа и хранения заряда выполняются фотодиодами, а функция передачи — МДП-транзисторами. Достоинствами МДП-фотодиодных структур являются отсутствие искажений зарядовых пакетов при сканировании так как требуется только одна передача ; большая, чем у ПЗС, фоточувствительность, что обусловлено меньшим коэффициентом отражения света в фотодиодной структуре и большей глубиной равной глубине залегания р-n-переходана которой накапливаются заряды.

Недостатками являются большая примерно в четыре раза площадь одного светочувствительного элемента, состоящего из фотодиода и МДП-транзистора, что приводит к уменьшению разрешающей способности; больший уровень шумов и меньшая амплитуда выходного сигнала, что связано с большой выходной емкостью, равной емкости всей передающей шины строки. Основные области применения МДП-фотодиодных структур — системы наблюдения, оптического распознавания образов, приборы с зарядовой связью курсовая работа и т.

В настоящее время на основе ПЗС разрабатываются главным образом формирователи сигналов изображений видимого света. Однако их возможности простираются и на ИК диапазон. Электромагнитные волны ИК диапазона вызывают генерацию электронно-дырочных пар не за счет перевода электронов из валентной зоны в зону проводимости для этого необходима большая энергияа за счет возбуждения электронов с мелкие примесных уровней.

Для того чтобы эти уровни не разряжались без воздействия ИК излучения, необходимо значительно уменьшить термогенерацию, т. Так как кристалл имеет небольшие габаритные размеры, то задача его охлаждения может быть решена относительно. Используя примеси, образующие разные по глубине уровни, можно добиться эффективного восприятия изображений в различных поддиапазонах ИК области. Еще одно расширение функциональных возможностей ПЗС связано с тем, что глубина обедненного слоя, образующегося под затвором, зависит от напряжения на.

Учитывая также сильную зависимость коэффициента поглощения света от длины волны lможно создать спектрально-чувствительные ФСИ, позволяющие выделять определенные цвета в видимой части спектра.

Однако современные образцы формирователей с наибольшей разрешающей способностью пока не удовлетворяют требованиям телевизионного стандарта и не обеспечивают неискаженную передачу изображений с яркими участками. Ожидается, что в ближайшее время эти трудности будут преодолены. На основе существующих ФСИ можно создавать портативные и энергоэкономичные передающие камеры с меньшей разрешающей способностью, предназначенные для промышленного применения, учебных, медицинских и спортивных целей.

Устройство видеокамеры. ПЗС-матрица

Уже упоминалось о черно-белой передающей камере MV, в. На основе приборов с инжекцией заряда на кристалле 8,4X11,2 мм2 разработана многоэлементная матрица, которая при использовании чересстрочной развертки дает разрешающую способность X элементов.

Размер кристалла позволяет использовать оптику от мм кинокамер. Для этого используются три кристалла ФСИ и стандартный цветоделительный блок, в котором световой поток изображения расщепляется на три цвета, поступающих на соответствующие кристаллы ФСИ. В ФСИ эти световые потоки преобразуются в видеосигналы. Передающие камеры для малых уровней освещенности являются еще одной перспективной областью применения ПЗС.

Основной проблемой, возникающей при малых уровнях освещенности, являются шумы, которые становятся сравнимыми с сигналом. Собственные шумы ПЗС, обусловленные флюктуациями фонового заряда и флюктуациями зарядовых потерь при передаче, позволяют достичь минимального уровня освещенности, соответствующего 60— электронам водном зарядовом пакете. При таком малом сигнале определяющую роль начинают приборы с зарядовой связью курсовая работа шумы выходного усилителя.

прибор с зарядовой связью

К каждому биту последние Nвых разрядов выходного сдвигового регистра подключен усилитель зарядов с плавающим затвором. Схема многоразрядного распределенного усилителя с плавающими затворами:. Усиленные зарядовые сигналы поступают в дополнительный сдвиговой регистр с большей площадью затворов. Оба регистра управляются одинаковыми тактовыми импульсами и передача зарядов в них осуществляется синхронно. В каждом бите дополнительного регистра к передаваемому зарядовому пакету добавляется соответствующий ему усиленный заряд.

Так как усиление выходных сигналов осуществляется многократно, в различных элементах, и в разные моменты времени, то все флюктуации усредняются. Структура усилителя рис.

Приборы с зарядовой связью курсовая работа 8087

При поступлении тактового импульса зарядовый пакет из предыдущего ПЗС-элемента перетекает в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка в потенциальную яму рассматриваемого ПЗС-элемента и вызывает изменение потенциала на плавающем затворе, который выступает из-за плоскости ПЗС-элемента. Выступающая часть является затвором МДП-транзистора, контролирующего передачу усиленного зарядового пакета также в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка в выходные ПЗС-элементы большей площади.

В соответствии с эквивалентной схемой усилителя рис. Знак минус в 7 отражает тот факт, что увеличение заряда Q вызывает уменьшение потенциала плавающего затвора.

  • Понятие и характеристика формирователя сигналов изображений ФСИ.
  • Такая структура является трехтактным ПЗС.
  • В ПЗС осуществляется направленная передача зарядов от электрода к электроду путём манипуляции электрич.
  • Недостатком строчной организации является то, что зарядовые пакеты, поступающие в выходной сдвиговый регистр с более нижних строк, проходят большее количество разрядов выходного регистра.

Однако реально МДП-транзистор работает в режиме микротоков, в котором его характеристики отклоняются от обычной модели. Изменение потенциала плавающего затвора от такого заряда очень приборы с зарядовой связью курсовая работа, мкВ. Поэтому для реализации РУПЗ необходимы высокостабильные источники питания. Площадь ПЗС-элементов в РУПЗ определяется из условия размещения в потенциальной яме последнего элемента суммарного усиленного информационного зарядового пакета и суммарного фонового заряда.

Еще одной возможной областью применения ФСИ на ПЗС являются астрономические приборы и фотодатчики для регистрации элементарных частиц. В этих приборах используется четкая геометрическая фиксация элементов ФСИ, позволяющая с высокой точностью определять координаты требуемого элемента изображения.

В заключение подробнее остановимся на использовании ПЗС в системах формирования сигналов ИК изображений. Существуют три области для их применения: уплотнение с помощью ПЗС информации, снимаемой с ИК приемника; организация временной задержки и интегрирования снимаемой информации; непосредственная регистрация ИК сигналов с помощью ПЗС, сформированные на полупроводниках с узкой запрещенной зоной. Входы матрицы ПЗС, используемой для уплотнения информации, через емкостные связи соединяются с выходами приемников ИК излучения рис.

В каждом ПЗС-элементе образуется зарядовый пакет, приборы с зарядовой связью курсовая работа выходному напряжению соответствующего приемника. Затем картина зарядов сканируется передается на выход.

Применение ПЗС в этом случае позволяет осуществлять уплотнение информации внутри самого дьюара используемого для охлаждения ИК приемниковчто приводит к уменьшению количества выводов из дьюара и к минимизации тепловой нагрузки. С этим методом применения связаны две проблемы: перекрестные помехи между каналами, обусловленные потерями зарядов при переносе, и шумы, возникающие при инжекции в ПЗС зарядов.

ИК изображение перемещается относительно матрицы приёмников с некоторой скоростью и каждый элемент изображения последовательно проходит все приемники соответствующего столбца матрицы рис. Перенос зарядовых пакетов вдоль цепочки ПЗС-элементов осуществляется с такой же скоростью. В результате время интегрирования изображения увеличивается в kраз, где k—количество элементов в столбце равное числу строк в матрице ИК приемников.

Прибор с зарядовой связью

Если матрица содержит rтаких столбцов, то общее количество соединений между матрицей приемников и ПЗС составляет kr. Надежное изготовление большого числа внутрисхемных соединений является сложной технологической задачей при создании подобных систем.

В этом случае организация матрицы такая же, как в светочувствительных ПЗС. Для восприятия ИК излучения необходимы узкозонные полупроводники, ширина запрещенной зоны которых определяющая положение максимума поглощения соответствует окнам атмосферной прозрачности для ИК излучения: 2—2,5; 3,5—4,2; 8—14 мкм.

Технология изготовления МДП-структур на таких материалах пока недостаточно отработана. Вторая проблема связана с высоким уровнем фонового излучения в ИК области спектра и низкой контрастностью ИК изображений.

Это приводит к накоплению в потенциальных ямах ПЗС большого паразитного заряда. Низкая контрастность накладывает жесткие требования на допустимую величину неравномерности фоточувствительности от элемента к элементукоторая не должна превышать нескольких процентов. Такое ограничение обусловливает жесткие требования к технологии, особенно к фотолитографии.

Публичная власть как признак государства курсовая работа57 %
Доклад первые олимпийские игры47 %

В последнее время определенные успехи достигнуты приборы с зарядовой связью курсовая работа технологии МДП-структур на InSb с пленкой оксини-трида кремния в качестве диэлектрика полученной с помощью осаждения и нихромовым затвором. Плотность поверхностных состояний в таких структурам составляет см-2, а время релаксации МДП-емкости достигает 0,1 с при температуре 77 К.

По конструктивно-технологическим характеристикам формирователи ИК сигналов на ПЗС подразделяются на монолитные и гибридные. Монолитные формирователи включают в себя, прежде всего, ИК ПЗС на узкозонных полупроводниках или легированных широкозонных полупроводниках, чувствительных к ИК излучению, а также приборы, содержащие на одном кристалле чувствительную к ИК излучению матрицу на элементах с барьером Шоттки с внутренней фотоэмиссией и считывающую схему на ПЗС.

В противоположность монолитным приборам гибридные приборы являются комбинацией ИК приемников различных типов и кремниевого ПЗС, используемого для сдвига информации на выход, а в общем случае и для ее обработки: усиления, суммирования, вычисления корреляционных функций. Гибридные формирователи, в свою очередь, можно разделить на приборы с прямой инжекцией, в которых фотогенерируемые в ИК приемнике заряды непосредственно вводятся в ПЗС, и на приборы с непрямой инжекцией, в которых между ИК приемником и ПЗС существуют буферные элементы МДП-транзисторы или усилительные каскады.

В качестве ИК приемников можно использовать фотовольтаические, фоторезистивные и пироэлектрические приемники.

Приборы с зарядовой связью курсовая работа 4330

Разработка структурной схемы. Синтез схемы управления выходным регистром, а также разработка принципиальной схемы генератора тактовых импульсов.

Расчет первого и второго ждущего мультивибратора с эмиттерной связью строб задержки и работы. Основным достоинством адресной организации является то, что для считывания зарядового пакета из любого элемента требуется только один перенос от одного электрода к другому. Еще одним возможным источником шумов является выходной усилитель фотосигналов Сус. Оба регистра управляются одинаковыми тактовыми импульсами и передача зарядов в них осуществляется синхронно. К каждому биту последние Nвых разрядов выходного сдвигового регистра подключен усилитель зарядов с плавающим затвором.

Рассмотрение общих сведений о приборах с зарядовой связью. Изучение истории создания и развития, характеристик современных ПЗС-камер инфракрасного диапазона. Анализ разрешения матрицы, физического размера пикселя, размера матрицы, электронного затвора.

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.

[TRANSLIT]

Рекомендуем скачать работу и оценить ее, кликнув по соответствующей звездочке. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью на МДП ИС Проведение анализа устройства и применения фоточувствительных приборов с зарядовой связью ФПЗС на метало-диэлектрик-полупроводниковых интегральных схемах. Физические механизмы, определяющие перенос зарядов. Металл, используемый для получения контактов. Полевые транзисторы и приборы с зарядовой связью ПЗС.

3 comments