Матричные фотоприёмники на основе приборов с зарядовой связью
Виды фотоприёмников, их отличительные черты. Принцип работы фотоприёмника с зарядовой связью, конструкция и материалы составляющих элементов матричных фотоприёмников на основе приборов с зарядовой связью. Области применения матричных фотоприёмников.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.12.2022 |
Размер файла | 672,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Белорусский национальный технический университет
Машиностроительный факультет
Кафедра «Лазерная техника и технология»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Технология оптико-электронного приборостроения»
Тема: «Матричные фотоприёмники на основе приборов с зарядовой связью»
Исполнитель: студент МСФ, 3 курса, группы 10302219
Жук Евгений Игоревич
Руководитель проекта: доктор физико-математических наук, профессор
Маляревич Александр Михайлович
Минск 2021
Содержание
- Введение
- Реферат
- 1. Виды фотоприёмников
- 2. Принцип работы фотоприёмника с зарядовой связью
- 3. Конструкция и материалы составляющих элементов матричных фотоприёмников на основе приборов с зарядовой связью
- 4. Области применения матричных фотоприёмников
- 5. Эксплуатационные и потребительские характеристики матричных фотоприёмников на основе приборов с зарядовой связью
- 6. Выбор и обоснование фотоприёмника для наблюдения за объектом в спектральном диапазоне 3-5 мкм
- Заключение
- Список используемой литературы
Введение
В наши дни прогресс в различных областях науки и техники немыслим без приборов оптической электроники. Оптическая электроника уже давно играет ведущую роль в жизни человека. А с каждым годом ее внедрение во все сферы человеческой деятельности становится все интенсивнее. И этому есть свои причины. Устройства оптоэлектроники имеют ряд отличий от других устройств. Можно выделить следующие их достоинства.
Существующая в настоящее время потребность ускоренной переработки возрастающих объемов информации ставит значительные трудности в использовании современной вычислительной техники. Трудности связаны прежде всего с недостаточными быстродействиями и объемом памяти ЭВМ. фотоприёмник заряд связь матричный
Приборы с зарядовой связью (ПЗС) относятся к тем изделиям, значимость которых непрерывно возрастает и, несомненно, будет возрастать в дальнейшем вне зависимости от появления новых разновидностей интегральных схем и быстрого прогресса традиционных больших интегральных схем (БИС) и сверхбольших интегральных схем (СБИС). Устойчивость положения ПЗС в общей иерархии микроэлектронных приборов можно объяснить плодотворностью, «жизнеспособностью» основополагающей идейной концепции ПЗС, заключающейся в том, что в этих приборах информация представляется в виде зарядовых пакетов, которые формируются в приповерхностной области кристалла, управляемо перемещаются и требуемым образом преобразуются (делятся, сливаются, нормируются и прочее).Фоточувствительные приборы с зарядовой связью нашли применение в аппаратуре широкого спектра: в промышленных ТВ-камерах; робототехнических комплексах и системах технического зрения; прецизионных измерителях координат; сборочном оборудовании; оптических и радиотелескопах; бортовой космической аппаратуре; системах ввода графической информации в ЭВМ и многих др.
В ряде вышедших за последние годы работ показано, что ЗУ, созданные на основе оптоэлектронных методов обработки информации, могут удовлетворить высоким требованиям как по быстродействию, так и по объему обрабатываемой информации.
Параметры таких устройств весьма сильно зависят от характеристик составных элементов. В том числе и от фотоприемных матриц, с помощью которых производится считывание информации.
Реферат
Курсовой проект, 19 страницы, 6 разделов, 5 иллюстраций.
ФОТОПРИЁМНИКИ, ПРИБОРЫ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ, ФЭУ, МАТРИЧНЫЕ ФОТОПРИЁМНИКИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ,
Объект курсового проекта - Выбор и обоснование фотоприёмника для наблюдения за объектом в спектральном диапазоне 3-5 мкм.
Предмет курсового проекта - Матричные фотоприёмники на основе приборов с зарядовой связью.
Цель курсового проекта - изучить виды фотоприёмников и их характеристики, материалы для изготовления и сферу применения, а также выбрать фотоприёмник для наблюдения за объектом в спектральном диапазоне.
В процессе выполнения курсового проекта должны быть выполнены следующие задачи:
определение понятия фотоприемника;
изучение основных характеристик;;
изучение сферы применения различных фотоприёмников;
обосновать выбор матричного фотоприёмника для наблюдения за объектом спектральном диапазоне от 3 до 5 мкм.
1. Виды фотоприёмников
Фотоприемники предназначены для преобразования входного оптического сигнала в электрический. Различают следующие виды фотоприемников:
1. фотоэлемент;
2. фотоэлектронный умножитель;
3. фотодиод p-n-типа;
4. фотодиод p-i-n-типа;
5. лавинный фотодиод;
6. фототранзистор;
7. фототиристор.
В технике оптической связи нашли применение, в основном, различные типы фотодиодов. В фотодиодах оптическое излучение преобразуется в электрические сигналы за счет явления внутреннего фотоэффекта, при котором в области p-n- перехода полупроводника поглощаемый фотон образует пару новых носителей заряда - электрон и дырку. При отсутствии внешнего поля, в области p-n-перехода существует внутреннее электрическое поле, препятствующее движению носителей. При облучении перехода фотонами света возникают электронно-дырочные пары. Поле p-n-перехода пространственно разделяет электроны и дырки, и создает тем самым фото-ЭДС между смежными областями кристалла. За счет этого образуется ток (фототок), вызванный движением электронов по внешней цепи.
Фотоэлемент (фотореле) -- это прибор, который приходит в действие от солнечной энергии. При попадании на него солнечных лучей, в нем образуется фотоэдс -- электродвижущая сила. Существует два вида: электровакуумный и полупроводниковый фотоэлемент.
Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) у очень распространенный и во многих случаях незаменимый детектор излучения. Он позволяет регистрировать и предельно слабые и довольно интенсивные потоки. От единиц до 1010 … 1012 фотонов в секунду. Постоянная времени у порядка 10-8 …10-10 с, т.е. допускает весьма высокие частоты модуляции. Может быть размещен на воздухе и в вакууме. На выходе дает легко измеримый сигнал. Все это с лихвой компенсирует неудобства, связанные с необходимостью использования высоковольтных блоков питания (0.5…2.5 кВ) и довольно большими габаритами ФЭУ.
Рисунок 1 - схематическое изображение устройства ФЭУ
Схема ФЭУ приведена на Рисунок 1 ,фотоэлектронный умножитель состоит из фотокатода 1, катодной камеры 1-3, динодной системы 3-14 и анодного узла 14-16, размещенных внутри вакуумного объема. Световой поток Ц поглощается фотокатодом, эмиттирующим в вакуум электроны. В электростатическом поле, создаваемом электродами катодной камеры, электроны ускоряются и фокусируются на первый динод (3). Ускоренный первичный электрон способен
Фотодиоды с р--п-переходом (р--п-фотодиоды). По своим свойствам, происходящим в них процессам, устройству, областям применения, по используемым параметрам р--л фотодиоды во многом аналогичны р--I--п диодам. В отличие от р--/--л-фотодиода в относительно толстой л-базе р--л-фотодиода доминируют диффузионные процессы, что приводит к большей инерционности и снижению фоточувствительности. В ИК диапазоне фоточувствительность р--л-фотодиодов может быть на порядок хуже, чем у р--1--п-приборов. Эти недостатки существенно ограничивают применение р--л-фотодиодов в оптоэлектронике. К неоспоримым достоинствам этих приборов можно отнести простоту изготовления, повышенную однородность параметров изготовляемых структур из-за использования низкоомной однородной полупроводниковой пластины, полную совместимость технологии изготовления кремниевых р--л фотодиодов с технологией микросхем. Последнее обстоятельство позволяет создавать интегральные фотоприемники, представляющие собой микросхему, где совместно с фотодиодом на том же кристалле изготавливаются высокочастотные транзисторы, операционные и ключевые усилители, пороговые схемы и т. д. Использование стандартной технологии обеспечивает низкую стоимость фоточувствительных микросхем, практически равную стоимости дискретных приборов, при высокой чувствительности, быстродействии и температурной стабильности. Такие схемы обладают очень широкими функциональными возможностями и перспективны в микроэлектронных оптических устройствах
P-i-n-фотодиоды. В быстродействующих фотоприемниках с полосой частот до нескольких гигагерц применяются ФД с p-i-n-структурой и лавинные фотодиоды (ЛФД). Фотодиоды преобразуют световые сигналы прямо в электрические, используя обрат-лый пр сравнению со светодиодами физический процесс. В p-i-n-фотодиоде есть широкий внутренний (i-) полупроводниковый слой, разделяющий зоны р- и n-типа, как показано на Рисунок 2 .На диод подается обратное смещение (5-20 вольт), это помогает удерживать лосители заряда от внутренней области. Ширина внутреннего слоя гарантирует, что высока вероятность поглощения входящих фотонов именно этим слоем, а не областями р- или n-типа. Внутренний слой имеет высокое сопротивление, поскольку в нем нет свободных носителей заряда. Это приводит к падению большей части напряжения на этот слой, и результирующее электрическое поле повышает скорость ответа и снижает шум. Когда луч света с подходящей энергией попадает на внутренний слой, он создает пару электрон - дырка, поднимая электрон из валентной зоны в зону проводимости и оставляя на его месте дырку. Напряжение смещения заставляет эти носители заряда.
Рисунок 2 - p-i-n-фотодиод
Фототранзисторы и фототиристоры. Биполярные и полевые транзисторы, а также тиристоры, при соответствующей конструктивной модификации могут выполнять роль фотоприемников. Характерной особенностью этих приборов является наличие высокого коэффициента внутреннего усиления, что обеспечивает и высокую чувствительность. Однако эти фотоприемники отличаются по сравнению с фотодиодами большей инерционностью и конструктивной сложностью. При освещении транзистора светом в его базовой и коллекторной областях генерируются электронно-дырочные пары, которые разделяются полем коллекторного перехода аналогично тому, как это происходило в фотодиодах. Электроны движутся в область коллектора. Дырки, фотогенерированные в базе, и те, которые приходят в базу из коллектора, понижают потенциальный барьер на эмиттерном переходе, что вызывает дополнительную инжекцию электронов в базу. С увеличением интенсивности светового потока Ф растет число генерированных фотоносителей и, соответственно, увеличивается коллекторный ток, что хорошо видно из выходных ВАХ биполярного фототранзистора
Лавинный фотодиод - это высокочувствительные полупроводниковые устройства, которые преобразуют оптические сигналы в электрические. Они работают при высоком обратном смещении. Термин «лавина» происходит от явления лавинообразного разрушения. ЛПД работают в полностью разряженном режиме. Помимо режима линейной лавины, APD могут также работать в Режим Гейгера. В этом режиме работы фотодиод работает при напряжении выше напряжения пробоя. Недавно был введен еще один режим, который называется режимом Суб-Гейгера. Здесь наряду с однофотонной чувствительностью очень велико внутреннее усиление, чуть ниже пробоя.
Рисунок 3 -структура лавинного фотодиода
2. Принцип работы фотоприёмника с зарядовой связью
Прибор с зарядовой связью (ПЗС) представляет собой ряд простых МДП-структур (металл -- диэлектрик-- полупроводник), сформированные на общей полупроводниковой подложке таким образом, что полоски металлических электродов образуют линейную или матричную регулярную систему, в которой расстояния между соседними электродами достаточно малы .Это обстоятельство обусловливает тот факт, что в работе устройства определяющим является взаимовлияние соседних МДП-структур
Принцип действия ПЗС заключается в следующем. Если к любому металлическому электроду ПЗС приложить отрицательное напряжение*), то под действием возникающего электрического поля электроны, являющиеся основными носителями в подложке, уходят от поверхности в глубь полупроводника. У поверхности же образуется обедненная область, которая на энергетической диаграмме представляет собой потенциальную яму для неосновных носителей -- дырок. Попадающие каким-либо образом в эту область дырки притягиваются к границе раздела диэлектрик -- полупроводник и локализуются в узком приповерхностном слое.
Если теперь к соседнему электроду приложить отрицательное напряжение большей амплитуды, то образуется более глубокая потенциальная яма и дырки переходят в нее. Прикладывая к различным электродам ПЗС необходимые управляющие напряжения, можно обеспечить как хранение зарядов в тех или иных приповерхностных областях, так и направленное перемещение зарядов вдоль поверхности (от структуры к структуре). Введение зарядового пакета (запись) может осуществляться либо p-n-переходом, расположенным, например, вблизи крайнего ПЗС элемента, либо светогенерацией. Вывод заряда из системы (считывание) проще всего также осуществить с помощью p-n-перехода. Таким образом, ПЗС представляет собой устройство, в котором внешняя информация (электрические или световые сигналы) преобразуется в зарядовые пакеты подвижных носителей, определенным образом размещаемые в приповерхностных областях, а обработка информации осуществляется управляемым перемещением этих пакетов вдоль поверхности. Очевидно, что на основе ПЗС можно строить цифровые и аналоговые системы. Для цифровых систем важен лишь факт наличия или отсутствия заряда дырок в том или ином элементе ПЗС, при аналоговой обработке имеют дело с величинами перемещающихся зарядов.
Естественно, что заряд, введенный в МДП-структуру, не может храниться в ней неограниченно долго. Процесс термогенерации электронно-дырочных пар в объеме полупроводника и на границе раздела диэлектрик -- полупроводник ведет к накоплению в потенциальных ямах паразитных зарядов и, следовательно, к искажению зарядовой информации, а с течением времени и к полному ее «стиранию». Это время может достигать сотен миллисекунд и даже десятков секунд, но, тем не менее, оно конечно и определяет существование нижней граничной частот. Таким образом, работа прибора основана на нестационарном состоянии МДП-структуры, и ПЗС являются элементами динамического типа.
3. Конструкция и материалы составляющих элементов матричных фотоприёмников на основе приборов с зарядовой связью
Фоточувствительная ПЗС (прибор с зарядовой связью) матрица (англ. CCD - charge-coupled device) - это прибор с переносом заряда, предназначенный для преобразования энергии оптического излучения в электрический сигнал, в котором зарядовые пакеты перемещаются к выходному устройству вследствие направленного перемещения потенциальных ям, и фоточувствительные элементы организованы в матрицу по строкам и столбцам. Преобразование осуществляется с помощью большого количества фотодиодов, расположенных в плоскости матрицы (так называемых пикселей)
ПЗС-матрица разделена на строки, а в свою очередь каждая строка разбита на пиксели. Строки разделены между собой стоп слоями (p+), которые не допускают перетекания зарядов между ними. Для перемещения пакета данных используются параллельный, он же вертикальный (англ. VCCD) и последовательный, он же горизонтальный (англ. HCCD) регистры сдвига.
Простейший цикл работы трехфазного регистра сдвига начинается с того, что на первый затвор подается положительный потенциал, в результате чего образуется яма, заполненная образовавшимися электронами. Затем на второй затвор подадим потенциал, выше, чем на первом, вследствие чего под вторым затвором образуется более глубокая потенциальная яма, в которую перетекут электроны из под первого затвора. Чтобы продолжить передвижение заряда следует уменьшить значение потенциала на втором затворе, и подать больший потенциал на третий. Электроны перетекают под третий затвор. Данный цикл продолжается от места накопления до непосредственно считывающего горизонтального резистора. Все электроды горизонтального и вертикального регистров сдвига образуют фазы (фаза 1, фаза 2 и фаза 3).
Рисунок 4 - Устройство ПЗС матрицы
Упрощенно прибор с зарядовой связью можно рассматривать как матрицу близко расположенных МДП-конденсаторов. В качестве полупроводника в ПЗС обычно используется кристаллический кремний, а в качестве изолятора оксиды кремния. Поэтому такую структуру называют (МОП). С физической точки зрения, ПЗС интересны тем, что электрический сигнал в них представлен не током или напряжением, как в большинстве других твердотельных приборах, а зарядом. При соответствующей последовательности тактовых импульсов напряжения на электродах МОП-конденсаторов зарядовые пакеты можно переносить между соседними элементами прибора. ПЗС в качестве приемников изображения изготавливают с полихромными электродами, получаемыми осаждением кремния из газовой фазы. После легирования бором или фосфором его можно использовать в качестве проводящего слоя. Термическое же окисление поликремния позволяет получить качественный межфазный диэлектрик, а его прозрачность облегчает использование ПЗС в качестве приемников изображения. Применение этой технологии позволяет осуществлять прием света не со стороны электродов, а с противоположной стороны, что приводит к ряду преимуществ, поскольку, в частности, уменьшаются потери из-за поглощения и отражения света электродами и меж соединениями.
Рисунок 5 - Структура элемента ПЗС
4. Области применения матричных фотоприёмников
В цифровых камерах используются два типа матричных фотоприемников: приборы с зарядовой связью (ПЗС) и фоточувствительные сенсоры на основе КМОП-структур. (Трехслойные сенсоры Foveon пока не получили широкого распространения.) Они состоят из набора отдельных чувствительных к свету элементов. Под действием света на каждой ячейке сенсора накапливается (формируется) электрический заряд, который потом преобразуют в напряжение и считывают с фотоприемника.
Так же используются в цифровых видеокамерах. Важным направлением совершенствования систем наведения ВТО является внедрение многоэлементных матричных приемников излучения, что позволяет не просто обнаруживать объект (цель), но и, получив его образ, распознать цель.
Функциональные возможности ФСИ на ПЗС пока далеко не исчерпаны. 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 энергия), а за счет возбуждения электронов с мелкие примесных уровней. Для того чтобы эти уровни не разряжались без воздействия ИК излучения, необходимо значительно уменьшить термогенерацию, т. е. охладить кристалл. Так как кристалл имеет небольшие габаритные размеры, то задача его охлаждения может быть решена относительно просто. 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 нем. Учитывая также сильную зависимость коэффициента поглощения света от длины волны F 0 6 C можно создать спектральночувствительные ФСИ, позволяющие выделять определенные цвета в видимой части спектра. Наиболее очевидной областью применения ФСИ на ПЗС являются передающие телевизионные камеры. 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. Уже упоминалось о черно-белой передающей камере MV-100, в которой. используется ФСИ на ПЗС с разрешающей способностью 100ХЮ0 элементов. На основе приборов с инжекцией заряда на кристалле 8,4X11,2 мм2 разработана многоэлементная матрица, которая при использовании чересстрочной развертки дает разрешающую способность 512X256 элементов. Размер кристалла позволяет использовать оптику от 16-мм кинокамер. 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. В каждом ПЗС-элементе образуется зарядовый пакет, пропорциональный 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 приемников), что 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. При использовании ПЗС для получения временной задержки и интегрирования сигналов каждый ПЗС-элемент соединяется с соответствующим ИК приемником. ИК изображение перемещается относительно матрицы приёмников с некоторой скоростью и каждый элемент изображения последовательно проходит все приемники соответствующего столбца матрицы. Перенос зарядовых пакетов вдоль цепочки ПЗС-элементов осуществляется с такой же скоростью. В результате время интегрирования изображения увеличивается в k раз, где k --количество элементов в столбце (равное числу строк в матрице ИК приемников).
5. Эксплуатационные и потребительские характеристики матричных фотоприёмников на основе приборов с зарядовой связью
Спектральная область чувствительности ФЭУ ограничивается с длинноволновой стороны порогом чувствительности фотокатода, а с коротковолновой . границей пропускания оптического окна. Наиболее часто в
Во всей видимой области спектра (400.700 нм) можно работать и со стеклянным окном. Увиолевое позволяет охватить всю область ближнего ультрафиолета, до так называемой вакуумной ультрафиолетовой (ВУФ) области.
ФЭУ с кварцевыми окнами имеют смысл и при работе не в вакуумном УФ, так как кварц более прозрачен, чем увиоль. Окна из MgF2 незаменимы в ВУФ. Этот материал имеет практически рекордную область прозрачности (уступает только LiF . 105 нм), но имеет хорошие механические свойства, спаивается со стеклом, негигроскопичен. У чистого MgF2 довольно резкая граница пропускания. Практически рабочая область простирается с ним до h н = 11 эВ (112 нм). Дальше просто нет прозрачных веществ, но при таких энергиях фотонов фотоэмиссия идет довольно эффективно почти из всех материалов, так что в более коротковолновой области можно использовать открытые умножители то же, что динодные системы ФЭУ, но изготовлены без баллона и помещаются непосредственно в вакуумную камеру экспериментальной установки. Если освещать первый динод, то получится ФЭУ с вполне приличными характеристиками и темновыми токами порядка 1 электрона в секунду (с первого динода).
Чувствительность фотокатода удобнее всего характеризовать величиной квантового выхода фотоэмиссии Yк(hщ) или квантовой эффективностью Кл. Это . безразмерные величины, равные отношению числа эмитированных электронов к числу поглощенных (или упавших) квантов света. Yк(hщ) или Кл далеко не постоянны в рабочей области. Они отличны от нуля только при hщ ? hщ0 = Iph, называемой порогом, или красной границей фотоэффекта, или фотоэлектрической работой выхода. При продвижении в коротковолновую сторону Yк(hщ) быстро растет, пропорционально exp[Const ?(hщ - hщ0)]. Величина Const зависит от типа материала и конструкции фотокатода. Обычно фотокатоды. сложные двух- или многослойные системы, в которых кислород воздуха эффективно поглощает излучение, начиная примерно со 180.190 нм. Более коротковолновая область требует вакуумирования приборов, отсюда и название.
6. Выбор и обоснование фотоприёмника для наблюдения за объектом в спектральном диапазоне 3-5 мкм
В настоящее время для работы в диапазоне 3...5 мкм широко используются МПИ на базе барьеров Шотки PtSi/Si, охлаждаемые до 77 К и называемые часто просто МПИ на базе PtSi. Эти приемники изготавливают из кремния и металлов (Pt, Ge, Ir), которые, вступая в химическую реакцию, образуют силициды. В качестве металла чаще всего выбирают платину. Барьер Шотки, т. е. тонкий слой силицида платины PtSi, формируется специальной термообработкой пленки платины, нанесенной на поверхность кремния, т. е. на границе раздела Si--PtSi.
В фотодиодах с барьерами Шотки процессы генерации и рекомбинации носителей происходят не в объеме полупроводника и не в его поверхностном слое, а в слое силицида, образующего барьер.
Заключение
Устройства оптоэлектроники имеют ряд отличий от других устройств. Можно выделить следующие их достоинства.
Высокая информационная емкость оптического канала, связанная с тем, что частота световых колебаний (около 1015 Гц) в 103-104 раз выше, чем в освоенном радиотехническом диапазоне. Малое значение длины волны световых колебаний обеспечивает высокую достижимую плотность записи информации в оптических запоминающих устройствах (до 108 бит/см2).
Так как источник и приемник в оптоэлектронике не связаны друг с другом электрически, а связь между ними осуществляется только посредством светового луча (электрически нейтральных фотонов), они не влияют друг на друга. И поэтому в оптоэлектронном приборе поток информации передается лишь в одном направлении - от источника к приемнику. Каналы, по которым распространяется оптическое излучение, не воздействуют друг на друга и практически не чувствительны к электромагнитным помехам (отсюда и высокая помехозащищенность).
Возможность непосредственного оперирования со зрительно воспринимаемыми образами: фотосчитывание, визуализация (например, на жидких кристаллах).
Список используемой литературы
1. Носов Ю.Р., Шилин В.А. Приборы зарядовой связи. М., 1976.
2. Носов Ю.Р. Приборы зарядовой связи. М.Знание.1989.
3. Шилин В.А. «ПЗС» - В книге Микроэлектроника. под ред. Васенкова А.А. выпуск 6.М., Современное радио.1973.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Эффект поля в Германии при высоких частотах, применение эффекта поля. Дрейфовый и диффузный токи в полупроводниках. Образование обедненных, инверсионных, обогащенных слоев в полупроводнике. Характеристики полевого транзистора, приборы с зарядовой связью.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 24.07.2010Определение основных характеристик передачи гибкой связью (ременной передачи). Определение передаточного числа передачи гибкой связью с учетом скольжения. Расчет величины относительного скольжения и общего коэффициента полезного действия передачи.
лабораторная работа [22,8 K], добавлен 28.06.2013Свойства операционных усилителей, охваченных отрицательной обратной связью по напряжению. Линейные и нелинейные схемы. Повторители и сумматоры на основе ОУ. Логарифмические, антилогарифмические и функциональные усилители. Простейшие фильтры на основе ОУ.
лекция [210,3 K], добавлен 15.03.2009Виды связи между контурами. Использование связанных и колебательных контуров для селекции колебаний по частоте. Система связанных контуров при индуктивной связи. Окончательное выражение связанных контуров. Замещения связанных контуров с емкостной связью.
реферат [92,7 K], добавлен 25.04.2009Классификация полупроводников по различным признакам, их разновидности и характеристика, отличительные черты. Порядок и схемы включения и применения фотоэлектронных приборов. Динамические свойства аналоговых интегральных микросхем, порядок составления.
реферат [108,9 K], добавлен 03.04.2009Понятие и главные свойства оптронов как особенных оптоэлектронных приборов, их классификация и разновидности, отличительные признаки. Преимущества и недостатки использования данных приборов, требования к среде и сферы их практического применения.
презентация [237,8 K], добавлен 02.12.2014Принцип действия, конструкция и технология изготовления микромеханических реле. Методы получения гальванических покрытий. Состав электролитов никелирования, меднения и золочения. Характеристики исполнительных элементов для применения в устройствах МСТ.
дипломная работа [11,1 M], добавлен 17.06.2012Нахождение параметров нагрузки и количества каскадов усилителя. Статический режим работы выходного и входного множества. Выбор рабочей точки транзистора. Уменьшение сопротивления коллекторного и эмиттерного переходов при использовании ЭВМ-моделирования.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 29.01.2011Исследование истории развития электрических измерительных приборов. Анализ принципа действия магнитоэлектрических, индукционных, стрелочных и электродинамических измерительных приборов. Характеристика устройства для создания противодействующего момента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.06.2012Рассмотрение специфики оптической накачки активной среды лазера. Описание квантовых приборов с оптической накачкой, работающих по трёхуровневой и четырёхуровневой схеме. Параметрическая генерация света. Принцип действия полупроводниковых лазеров.
контрольная работа [442,2 K], добавлен 20.08.2015Восприимчивость электровакуумных приборов к загрязнениям. Возможность попадания в активное покрытие веществ, ухудшающих эмиссионные свойства катодов. Загрязнение деталей механическими частицами. Откачка электровакуумных приборов безмасляными насосами.
реферат [24,9 K], добавлен 10.02.2011Физика полупроводников. Примесная проводимость. Устройство и принцип действия полупроводниковых приборов. Способы экспериментального определения основных характеристик полупроводниковых приборов. Выпрямление тока. Стабилизация тока.
реферат [703,1 K], добавлен 09.03.2007Составление и обоснование электрической схемы измерения вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов. Определение перечня необходимых измерительных приборов и оборудования, сборка экспериментальной установки. Построение графиков зависимостей.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.11.2015Выбор силовых полупроводниковых приборов проектируемого выпрямителя. Расчет и выбор элементов пассивной защиты силовых приборов от аварийных токов и перенапряжений и сглаживающего дросселя. Расчет генератора развертываемого напряжения и компаратора.
курсовая работа [732,8 K], добавлен 10.01.2017Судовое электрооборудование в общем случае - это комплекс электрических машин, приборов и аппаратов для производства электроэнергии и передачи ее потребителям. Способы преобразования электрической энергии в тепловую. Виды судовых нагревательных приборов.
реферат [21,5 K], добавлен 17.11.2010Виды и основы работы направленных устройств, использование ответвителей и мостов. Принцип работы векторных анализаторов цепей. Моделирование разделителя на основе эквивалентных схем элементов, технико-экономическое обоснование данного устройства.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 06.05.2014Электролиты и неэлектролиты. Способность проводить электрический ток в растворах или расплавах. Гипотеза Сванте Аррениуса. Современная теория электролитической диссоциации. Диссоциация веществ с ионной и полярной связью. Диссоциация кислот, солей.
презентация [2,0 M], добавлен 20.10.2019Классификация отопительных приборов по преобладающему способу теплоотдачи, по используемому материалу. Металлические отопительные приборы. Различное исполнение конвекторов. Керамические нагреватели, бетонные отопительные панели. Регистры из гладких труб.
презентация [1,8 M], добавлен 08.12.2014Перспективы развития и проблемы молекулярной нанотехнологии. Учение микромира на новом уровне. Выход из-под контроля молекулярных систем и нанотехнологий. Манипуляция атомами и молекулами с помощью техники виртуальной реальности с обратной связью.
реферат [14,9 M], добавлен 15.11.2009Режимы работы и области применения асинхронных машин. Конструкции и обмотки асинхронных машин. Применение всыпных обмоток с мягкими катушками и обмотки с жесткими катушками. Отличительные черты короткозамкнутых и фазных обмоток роторов асинхронных машин.
реферат [708,3 K], добавлен 19.09.2012