Схемы на приборах с зарядовой связью

Приборы с зарядовой связью (ПЗС) относятся к при­борам с переносом заряда через коммутируемые конденсаторы. В по­следние годы стали применяться в микроэлектронике — в приемниках изображений, заменяющих передающие телевизионные трубки, запоминающих устройствах, линиях задержки, фильт­рах, устройствах для обработки сигналов и логических элементах.

Устройство ПЗС показывает рис. 8.11, на котором изображен так называемый трехтактный симметричный ПЗС, представляющий собой цепочку МОП-конден­саторов на общей подложке р-типа. На входе и выходе такой цепочки могут быть диоды или МОП-транзисторы. Размер каждого электрода вдоль цепочки составляет 1—10 мкм, промежуток между электродами — 0,5 — 2 мкм. Достоинством ПЗС является простота устройства.

Рис. 8.11. Устройство приборов с зарядовой связью

Для ПЗС характерны два основных режима работы: хранение инфор­мации в виде заряда в одном или нескольких конденсаторах и перенос заряда от одного конденсатора к следующему вдоль цепочки. В цифровых устройствах информация хранится или передается по двоичной системе, в которой наличие заряда означает 1, а отсутствие заряда — 0. В аналоговых устройствах количество заряда может изменяться по определенному закону, соответствующему тому или иному сигналу.

Электроды 1, 2, 3 составляют один элемент ПЗС. От входного электрода через переход п⁺ — р происходит инжекция электронов. Напряжением на затворе можно регулировать ток инжекции. Перенос заряда от электрода 1 к электроду 2 и далее происходит при условии, что напряжения на электродах положительны и напряжение следующего электрода больше напряжения предыдущего электрода или равно ему, т. е. если , затем и т. д. Тактовые импульсы, подаваемые на электроды для переноса составляют 10 —20 В. Трехтактная система ПЗС нужна для переноса заряда в одном направлении.

Заключение

Рассмотренные в учебном пособии полупроводниковые приборы, конечно, не исчерпывают всего многообразия этих приборов, но они являются основными. Зная их устройство, работу, характеристики, параметры, и схемы включения, можно самостоятельно разобраться в устройстве и работе других подобных приборов.

Развитие электроники происходит весьма быстрыми темпами. Разрабатыва­ются новые приборы для более высоких частот (до многих тысяч мегагерц), для больших мощностей, для более высоких температур, возможно меньших размеров. Большое внимание уделяется повышению надежности, долговечности, стабильности, механической прочности, температурой и радиационной стойкости. Особенно быстро развиваются микро- и наноэлектроника, а также квантовая электро­ника.