23. Фототранзисторы.

(Приемники излучения см в 20 билете)

Отличаются от стандартного транзистора только наличием фотоприемного окна в области базы. Как и обычный транзистор может усиливать ток. Напряжение к фототранзистору прикладывается таким образом, что на эммиторном переходе- прямое смешение, на коллекторном- обратное, на базе- свободное. Питание как правило подается на коллектор. Дырки из электронно- дырочных пар, рожденные излучение собираются в базе, а электроны переходят в эмитер или коллектор , при этом увеличивается положительный потенциал базы, что усиливает инжекцию электронов в базу, благодаря чему усиливается фототок. Материал из которого изготавливается фототранзистор- кремний или германий.

Достоинства:

-высока фоточувствительность(благодаря усилительным свойствам транзистора)

-полная совместимость с интегральной технологией.

Недостаток:

-большая инерционность

Время задержки распространения порядка 10^-5 c.

25. Приемники излучения. Многоэлементные фотоприемники

(Приемники излучения см в 20 билете)

Относятся к числу наиболее развивающихся и прогрессирующих изделий электронной техники. Реагируют не только на яркостные характеристики, но и на пространственные параметры объектов, то есть оперируют с изображениями. Разновидности МФП:

- сканирующие - оптическое излучение от объекта фокусируется на фоточувствиетльную поверхность, которая состоит из множества элементов, с дальнейшим преобразованием световой энергии в электрическую (яркостная картина преобразуется в электрический рельеф). В качестве элементов МФП используются любые из рассмотренных ранее фотоприемников. При сканировании проводится последовательный опрос каждого элемента и формируется на выходе устройства последовательность электрических сигналов, которой закодирован воспринимаемый образ;

- приборы с зарядовой связью - представляют собой матрицу, состоящую из МДП структур, которые располагаются на кристалле вплотную друг к другу, в результате чего между ними возникает связь.

Режимы работы:

‡ режим А - режим покоя - на все затворы подается одинаковое отрицательное напряжение U1, в результате чего создается область объемного заряда глубиной l0;

‡ режим Б - регистрация и хранение световой информации. На нужный затвор подается отрицательное напряжение U2, причем |U2|>|U1|. В этом случае под затвором глубина объемного заряда увеличивается, и создается электрическое поле.

Под действием оптического излучения в полупроводнике создаются фотоносители заряда, за счет поля они разделяются так, что положительные скапливаются у поверхности полупроводника, а отрицательные - в глубине полупроводника, то есть получается заряд, пропорциональный энергии излучения. За счет поля, созданного напряжением U2, фотодырки удерживаются на поверхности в локальном месте. Однако, через некоторое время, происходит их выравнивание по всем затворам за счет тепловой регенерации. Время хранения заряда составляет от 1 до 100 мс;

‡ режим считывания - в этом режиме на соседний с опрашиваемым затвор подается напряжение U3, причем |U3|>|U2|, в результате чего создается ускоряющее для дырок поле, вызывающее перемещение заряда.

Достоинства МФП:

- высокая чувстсвительность;

- высокая разрешающая способность;

- высокая частота сканирования (до 1000 Гц);

- малая мощность.

Применение: в системах автоматического контроля размеров и положения предметов, в устройствах ввода информации в ЭВМ.