Разновидности приборов с зарядовой связью

Анализ ПЗС с трехтактным питанием. ПЗС состоит из входного устройства, системы переноса зарядов и выходного устройства. Входное устройство содержит исток Р⁺ и управляющий затвор. При подаче входного напряжения на управляющий затвор под ним образуется канал и происходит переброс дырок из истока в первую ячейку системы переноса — МДП-конденсатор.

В схемах с трехтактным питанием все ячейки объединены в три секции. В первой секции объединены все ячейки, расположенные под номерами 1, 4, 7, 10 и т. д., во вторую секцию — под номерами 2, 5, 8, 11 и т. д., в третью — 3, 6,9, 12 и т. д. На ячейки от специального тактового генератора подаются обратные напряжения через три контактные площадки с выводами от каждой ячейки МДП-конденсатора (рис. 19.6,а). Более высокое обратное напряжение подается на одну из трех ячеек, на две других — меньшее напряжение.

Такт 1 (рис. 19.6,6). Более высокое обратное напряжение подано на секцию 1, при этом на первую ячейку поступила информация в виде электрического сигнала, который надо передать на выход (допустим, логическая единица). Это значит, что в потенциальной яме первой ячейки накоплен определенный заряд, несущий информацию единицы. Так как на соседней ячейке потенциал ниже, то этот заряд накоплен и хранится до следующего такта.

Такт 2 (рис. 19.6,б). На секцию 2 подается повышенное напряжение, на секции 1 и 3 — пониженное. Так как под второй ячейкой образовалась глубокая потенциальная яма; то заряд первой ячейки перейдет во вторую и будет там храниться. Обратное напряжение на второй ячейке больше, чем на первой и третьей, поэтому заряд не может уйти на эти ячейки,- так как между ними создано тормозящее поле.

Такт 3 (рис. 19.6,г). На секцию 3 подается повышенное напряжение, на секции 1 и 2 — пониженное. В этом случае между второй и третьей ячейкой создается ускоряющее поле для электронов и заряд со второй ячейки перемещается в третью.

Таким образом осуществляется направленный перенос зарядов со входа на выход. Выходной электрод — сток Р⁺.

Анализ ПЗС с двухтактным питанием. Такие ПЗС проще по конструкции ПЗС с трехтактным питанием, так как требуют всего две шины питания и две контактные площади. Однако при этом возникает трудность — симметрия слева и справа, каждой ячейки ПЗС по отношению к двум соседним, так как по обе стороны данной ячейки существуют две глубокие потенциальные ямы и заряд будет передаваться в оба направления. Чтобы избежать этого явления, искусственно создается асимметрия, для чего под каждым затвором МДП-конденсатора толщина меняется так, чтобы в сторону переноса, например направо, толщина была меньше. Чем меньше толщина диэлектрика, тем поле обратного напряжения действует сильнее и глубина потенциальной ямы будет больше. В результате создается электрическое поле переноса только в одном направлении. Существуют и другие разновидности ПЗС.

Дата добавления: 2015-10-02