ПРИБОРЫ С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА

Класс многофункциональных интегральных полупроводниковых приборов, содержащих совокупность однотипных элементов, расположенных на единой полупроводниковой подложке; действие основано на перемещении заряда, накопленного в элементах, последовательно по цепочке этих элементов в полупроводнике. Выполняются в виде интегральных схем либо входят в состав ИС наряду с др. интегральными ПП приборами. Элементом ППЗ обычно служит МОП-структура, в которой происходит накопление и сохранение неосновных носителей заряда.  

Изменяя напряжение на электродах МОП-структур путём подачи на них определённой последовательности импульсов напряжения, можно управлять перемещением накопленного (информационного) заряда от одного элемента к другому (между элементами ППЗ существует зарядовая связь). Осн. представителями ППЗ являются приборы с зарядовой связью, в которых информац. заряд накапливается в потенц. яг ах, образуемых в полупроводнике вблизи электродов под действием внеш. поля, и перемещается вдоль ПП кристалла при сдвиге потенц. ям, и приборы на «пожарных цепочках», в которых возможна передача информац. заряда через каналы полевых транзисторов с изолир. затворами. Информац. заряд в ППЗ создаётся либо в результате облучения полупроводника световым потоком (с энергией фотонов, достаточной для собственного или примесного поглощения), либо в результате управляемой инжекции носителей.

Зарядовая связь в ППЗ возникает при условиях: малого зазора между электродами; перекрывающихся электродов при наличии изоляции между ними; наличия проводящего материала в зазорах между электродами, расположенными в одной плоскости, когда перенос заряда осуществляется за счёт краевых полей в ПП между электродами. В зависимости от механизма ввода - вывода информации ППЗ могут выполнять ф-ции преобразования изображения в видеосигнал, запоминания информации, аналоговой и цифровой обработки, а также логич. операции.

Первые ППЗ, представлявшие собой приборы с зарядовой связью, созданы амер. физиками У. С. Бойлом и Дж. Э. Смитом в нач. 70-х гг. 20 в.; с тех пор ППЗ интенсивно развиваются, находя всё более широкое применение. Отличит, особенностью ППЗ (по сравнению с аналогичными по функцией, назначению др. ИС) является то, что передача и обработка сигнала в них происходит без преобразования зарядового пакета в ток или напряжение, тем самым в ППЗ удаётся избежать искажений, свойственных таким преобразованиям. Кроме того, к осн. преимуществам ППЗ относятся: возможность высокой степени интеграции (более 10 элементов на кристалл) и малое потребление энергии на операцию по записи единицы информации (менее 5 мкВт/бит).

При изготовлении ППЗ могут быть использованы разл. ПП материалы, однако к кон. 80-х гг. получили распространение только ППЗ на 51. ППЗ применяют в фотопреобразователях - как однострочных (до 6000 элементов в строке на одном кристалле), так и матричных (до 2000X2000 элементов разложения), в ЗУ на 4, 16, 64 и 256 кбит, в устройствах обработки сигналов (аналоговых линиях задержки, мультиплексорах, трансверсальных и рекурсивных фильтрах и т. д.), в разл. логич. устройствах.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.