DE1589772A1 - Einrichtung zur Feststellung von Strahlungsenergie - Google Patents

Einrichtung zur Feststellung von Strahlungsenergie

Info

Publication number
DE1589772A1
DE1589772A1 DE1967F0051265 DEF0051265A DE1589772A1 DE 1589772 A1 DE1589772 A1 DE 1589772A1 DE 1967F0051265 DE1967F0051265 DE 1967F0051265 DE F0051265 A DEF0051265 A DE F0051265A DE 1589772 A1 DE1589772 A1 DE 1589772A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
junction
voltage
transistor
transition
reverse direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1967F0051265
Other languages
English (en)
Other versions
DE1589772B2 (de
Inventor
Weckler Gene Peter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Camera and Instrument Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Camera and Instrument Corp filed Critical Fairchild Camera and Instrument Corp
Publication of DE1589772A1 publication Critical patent/DE1589772A1/de
Publication of DE1589772B2 publication Critical patent/DE1589772B2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

Corporation P 6603
Syosset, Long Island New York (V.St.A.)
Einrichtung zur Feststellung von Strahlungsenergie
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Feststellung^ insbesondere zur Messung, von Strahlungsenergie, z.B. ein photoelektronisches Bauelement,und auf ein Verfahren zur Anwendung einer solchen Einrichtung.
Es ist bekannt, Festkörperbauelemente, beispielsweise Dioden und Transistoren, als photoelektronische Bauelemente zu verwenden. Es wurde nun festgestellt, daß erhebliche technische Vorteile erreicht werden können, wenn man eine Diode in einer Weise betreibt, wie es dem Vorgang der Speicherung entspricht. Beim Speicherbetrieb erhält der pn-übergang einer Diode eine Gegenvorspannung, so daß die Kapazität der betreffenden Sperrschicht geladen wird. Der Kreis der Diode wird dann geöffnet, und die Kapazität entlädt sich proportional dem auf den pn-übergang auftreffenden Strahlungsfluß. Die Ladung, die zur Wiederherstellung der Spannung über dem Übergang erforderlich ist, ist ein Maß für die auftreffende Strahlungsenergie. Im Speicherbetrieb wird daher der auf den Übergang auftreffende Strahlungsfluß über eine Periode TQ (nachfolgend auch als Abtastzeit bezeichnet) integriert. Die Zeit zwischen den Anfängen wiederholter Aufladungen des Diodenüberganges wird nachfolgend auch als Folgeperiode T bezeichnet.
Der Zeitraum, in dem der Übergang geladen wird, wird auch als Ladezeit Δ t bezeichnet. Das Verhältnis T^At entspricht etwa der im Speicherbetrieb erreichten Ausbeute (gain). Beim Speicherbetrieb können insbesondere die folgenden Vorteile erreicht werden: (1) Das Ausgangssignal ist von der auftreffenden Strahlungsenergie linear abhängig? (2) das Ausgangssignal ist im Vergleich su einer gewöhnlichen Flächenphotodiode erheblich stärker; (3) es
009822/0505
besteht die Möglichkeit der Beobachtung mehrerer Größenordnungen der Strahlungsenergie durch passende Einstellung der Ladezeit und der Abtastzeit, ohne daß andere erwünschte charakteristische Eigenschaften verloren gehen? (4) ein periodischer oder willkürlicher Zugang bei ein- oder zweidimensionalen Anordnungen von Bauelementen ist möglich#
Die praktische Anwendung des Speicherbetriebes ist erst in neuester Zeit gelungen. Ein Hindernis war in diesem Zusammenhang vor allem, daß keine praktisch verwendbaren Schalter zur Verfügung standen, um den Kreis der Diode während der Entladung der Raumladungskapazität derart zu öffnen, daß eine Entladung der Raumladungskapazität durch Leckströme vernachlässigbar gering ist und die Messung einfallender Strahlung nicht wesentlich beeinträchtigt. Das Problem wird noch verwickelter durch die zusätzliche Forderung, daß der Schalter sehr schnell arbeiten und einen Ladungsweg mit einer nur geringen Impedanz darstellen soll. Auch ist es erforderlich, daß der Schalter den Erfordernissen der Großzahl-Herstellung von Halbleitern entspricht. Bekannt ist in diesem Zusammenhang ein Schaltsystem, das in der USA-Patentschrift Nr. 3 011 089 beschrieben ist und bei dem ein Elektronenstrahlerzeuger zur Schaltung einer Anordnung mehrerer Dioden verwendet wird. Die Verwendung eines verhältnismäßig kompliziert aufgebauten Elektronenstrahlerzeugungssystems als Schalter beeinträchtigt die Anwendbarkeit einer solchen Einrichtung erheblich. Eine andere Einrichtung, welche in der USA-Patentanmeldung 434 916 ( Louis J. Kabeil ) beschrieben ist, die am 24.2.1965 für die Anmelderin eingereicht wurde, stellt bereits eine zweckmäßige Lösung vieler dem Stande der Technik anhaftender Probleme dar, und zwarwird hier ein Metall-Oxyd-Silizium-Transistor (MOST) mit einer Diode in Kombination verwendet.
Die Erfindung bezweckt, die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Nachteile in einfacher, praktisch ausführbarer und wirksamer Weise zu beheben. Erfindungsgemäß ist ein photoelektronisches Bauelement zur Peststellung von Strahlungsenergie vorgesehen, welches einen Transistor enthält, der mit einer Erregung derart gekoppelt
ist, daß die Raurnladungskapazität eines ersten Oberganges des Transistors wiederholt geladen wird und das Auftreten von Leckströmen von den ersten Übergang über den anderen übergang bei nichtgeladenem ersten Übergang verhindert ist.
Die Feststellung von Strahlungsenergie erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß man die Strahlungsenergie auf einen Transistor auftreffen und diesen im Speicherbetrieb arbeiten lässt. Bei Verwendung eines Transistors wird das Ausgangssignal proportional dem Beta-Wert (Stroraverstärkungsfaktor) des Transistors erhöht? die Ladeverbindung hat nur eine geringe Impedanz, während der Entladungsweg eine sehr höhe Impedanz hat. Die Einrichtung kann nach Art einer integrierten Schaltung in einem einzigen Körper aus Halbleitermaterial untergebracht werden, beispielsweise bei Anwendung bekannter Photo- und Diffusionsverfahren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Figur 1 zeigt schematisch ein elektrisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der photoelektronischen Einrichtung gemäß der Erfindung.
Figur 2 zeigt ein Teilschaltbild der in Figur 1 dargestellten photoelektronischen Einrichtung, wobei für den Fall, daß ein Muster- oder Ladeimpuls eingeht, weitere Einzelheiten eingetragen sind.
Figur 3 zeigt ein Teilschaltbild der photoelektronischen Einrichtung gemäß Figur 1 für den Fall, daß (während der Abtastzeit) der Impuls beendet ist.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, enthält die photoelektronische Einrichtung gemäß der Erfindung einen Transistor 10, eine Erregung und einen Ausgangskreis 24. Der Transistor 10 ist als npn-Transistor dargestellt, jedoch würde ein pnp-Transistor ebenfalls im gewünschten Sinne arbeiten, wenn bei der Erregung 16 und dem Ausgangskreis 24 die erforderlichen Polaritätsänderungen vorgenommen werden. Transistor 10 hat einen Emitter 9 und eine Basis 11, welche
009822/0505
einen ersten Übergang 12 (z.B. Emitter-Basis-Übergang) bilden, und einen Kollektor 13, welcher zusammen mit der Basis 11 einen zweiten Übergang 14 (z.B. Kollektor-Basisübergang) bildet. Die Kapazitäten C^ und cbc ' die dem Emitter-Basisübergang bzw· dem Kollektor-Basis-Übergang zugeordnet sind, sind außerhalb des eigentlichen Transistor-Schaltsymbols gestrichelt dargestellt, um die nachfolgende Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zu vereinfachen. Der Transistor 10 ist vorzugsweise ein Planar-Transistor, der durch doppelte Diffusion hergestellt ist. Wenn bei einem solchen Transistor die Übergänge 12 und 14 gegenvorgespannt sind, wird die Gleichstromimpedanz des Emitter-Basisüberganges 12 wesentlich größer als die des Basis-Kollektor Überganges 14 sein. Dies kann dadurch erklärt werden, daß der die Rekombination bewirkende Strom bei einem Übergang, bei dem eine Gegenspannung anliegt, unmittelbar von der Größe des Übergangsbereiches und unmittelbar von der Breite der Raumladung abhängt, und es ist daher bei einem doppelt diffundierten Bauelement möglich, den Leckstrom des gegenvorgespannten Emitter-Basisüberganges erheblich kleiner als den des gegenvorgespannten Kollektor-Basisüberganges zu machen. Der Grund ist, daß bei einem solchen Bauelement der Emitterbereich stets erheblich kleiner als der Kollektorbereich ist, und auch, daß die Raumladungsbreite eines Emitter-Basisüberganges bei einem doppelt diffundierten Bauelement ebenfalls erheblich kleiner als die eines Basis-Kollektorüberganges ist, wenn die gleiche Spannung anliegt. Der Emitter-Basisübergang isoliert daher den Basis-Kollektorübergang gegenüber dem restlichen Teil der Schaltung während der Abtastzeit TQ (Figur 1). Das Verhältnis des Emitter- · Basisleckstromes zu dem Kollektor-Basisleekstrom beträgt etwa 1:100; das bedeutet, daß ein Unterschied von zwei Größenordnungen vorhanden ist. In der Regel ist die Ausdehnung des Kollektor-Basisüberganges wenigstens doppelt so groß wie die des Emitter-Basisbereiches .
Die Erregung 16 ist mit dem Transistor 10 gekoppelt und wirkt derart, daß sie in sich wiederholenden Vorgängen die Raumladungskapazität C-^, des Überganges 14 lädt und verhindert, daß ein Leck-
.Dv.
strom von dem geladenen Übergang 14 über Übergang 12 fließt, wenn
009822/0505
Übergang 14 nicht geladen wird. Die Erregung 16 enthält einen Impulsgeber 18, einen Anpassungswiderstand 20 und einen Belastungswiderstand 22. Die wiederholte Ladung des Überganges 14 erfolgt durch den Impulsgeber 18, welcher in sich wiederholenden Vorgängen und periodisch einen Impuls an den Emitter des Transistors 10 anlegt und dabei an den Übergang 12 eine Spannung in Vorwärtsrichtung anlegt. Bei einem npn-Transistor liefert der Impulsgeber 18 einen negativpolarisierten Impuls mit einer Amplitude -V zum Emitter des Transistors 10 (Figur 1), während bei einem pnp-Transistor ein Impuls mit positiver Polarität geliefert wird. Der Impulsgeber 18 kann in zweckmäßiger Weise als Schaltung bekannter Art ausgebildet sein, welche einen periodischen Impuls mit einer Amplitude -V liefert? die Periode ist T + /\t, während die Impulsbreite /\t ist (Figur 1). Die Zeit ^b hängt ab von dem Wert der Kapazität CßC des Basis-Kollektorüberganges, dem Betrag des Widerstandes 22 und der Ermitterergiebigkeit des Transistors. Es ist in manchen Fällen erwünscht, daß die Impulsbreite ^t groß genug ist, um zu ermöglichen daß der durch die Erregung mit einer Impuls-Amplitude -V verursachte Einschwingvorgang abklingt. Vorzugsweise liegt der Impuls, der der Zeit ^t zugeordnet ist, in der Größenordnung von Mikrosekunden und hat definierte Vorder- und Hinterflanken. Die Periode T + ^t hängt ab von der Größenordnung der zu beobachtenden Beleuchtungspegel, dem Rekorabinationsstrora und dem Wert der Spannung V . Der Maximalwert der Spannung V hängt ab von der Durchbruchespannung des Emitter-Basisüberganges 12. Die Impulsbreite /^t und die Impulsamplitude -V sollten relativ konstant sein (Figur 2).
Ein Teil der Erregung 16 ist gebildet durch ein Impedanznetzwerk mit den Widerständen 20 und 22. Das Netzwerk 20, 22 bewirkt zusammen mit dem Übergang 12, daß kein Leckstrom von dem geladenen Übergang 14 über Übergang 12 fließen kann, wenn Übergang 14 nicht durch die von dem Impulserzeuger 18 gelieferten Impulse geladen wird. Wenn der Impuls aus dem Impulserzeuger 18 beendet ist, liegt an den Übergängen 12 und 14 eine Gegenspannung. Widerstand 20, welcher einen Gleichstrom-Rückweg um die Schaltungsschleife darstellt, kann als Teil des Impulserzeugers 18 oder als Abschlußwiderstand
- 6 009822/0505
über den Klemmen 1-1 angesehen werden. Der Wert des Widerstandes 20 hängt von der jeweils verwendeten Schaltung und der Anwendung ab. Widerstand 22 wirkt als Belastungswiderstand über den Klemmen 2-2, um eine anschließende Darstellung des Signals zu ermöglichen. In der Regel wird es erwünscht sein, daß das Verhältnis des Widerstandes 22 zu dem Widerstand 20 groß ist, da die Spannungsamplitude des Ausgangssignals von diesem Verhältnis abhängig ist. Der Wert des Widerstandes 22 ist durch die gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit begrenzt, da von ihm teilweise die Arbeitsgeschwindigkeit abhängt, die erreichbar ist.
Parallel zu dem Widerstand 22 liegt ein Ausgangskreis 24; seine Aufgabe ist es, eine Wirkung hervorzubringen, weiche repräsentativ für die Ladung ist, die zu dem Übergang 14 des Transistors 10 während der Lieferung von Impulsen zu dem Emitter des Transistors 10 gelangt. Der Ausgangskreis kann in beliebiger zweckmäßiger Art ausgestaltet sein, beispielsweise als Oszilloskop, welches eine sichtbare Anzeige ermöglicht, oder er kann auch ein Stromkreis als Teil eines Video-Systems oder eines Rechners sein. Der Ausgangskreis 24 kann also in zweckmäßiger Weise eine bekannte darstellende oder weiterverarbeitende Einrichtung sein.
Anhand der Figuren 1-3 wird nunmehr die Wirkungsweise der photoelektronischen Einrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Der Impulserzeuger 18 legt periodisch einen Impuls von negativer Polarität -V an den Emitter des Transistors 10 an, so daß an Übergang 12 eine Spannung in Vorwärtsrichtung liegt und ein Stromweg niedriger Impedanz zum Übergang 14 (Figur 1) besteht. Die Impulsbreite £t ^st so groß, daß der Einschwingvorgang abklingen und sich ein stabiler Zustand einstellen kann. Da die Summe der Spannungsabfälle in einer geschlossenen Schleife null ist, muss der Spannungsabfall über dem gegenvorgespannten Übergang 14 plus dem Spannungsabfall über Widerstand 22 gleich der Spannung -V sein, wenn man annimmt, daß der Spannungsabfall über dem Emitter-Basisübergang, an dem eine Spannung in Vorwärtsrichtung anliegt, vernachlässigbar gering ist. Während des stabilen Zustandes wird der Strom durch den Widerstand 22 sehr gering sein, und praktisch
die gesamte Impuls spannung tritt über dem Basis-Kollektor-Übergang 14 auf, so daß die Übergangskapazität C_c entsprechend der Darstellung der Figur 2 auf eine Spannung von etwa -V aufgeladen wird. Infolge der negativen Polarität des Impulses hat die Basis des Transistors 10 ein negatives Potential gegenüber dem Kollektor, so daß an Übergang 14 eine Gegenvorspannung besteht und die Raumladungskapazität dieses Überganges geladen wird. Wenn am Ende der Irapulszeit /^t die Kapazität CßC auf die Spannung V aufgeladen ist, geht die Spannung an der Eingangselektrode zum Emitter gegen null, ebenso wie die Spannung an der Kollektorelektrode, Die Spannungen über dem Basis-Kollektorübergang 14 und dem Emitter-Basisübergang 12 betragen daher -V unter der Voraussetzung, daß die Durchbruchsspannung des Überganges 12 größer als -V ist. Dementsprechend liegt an den beiden Übergängen 12 und 14 jeweils eine Gegenspannung an, und der Übergang 12 stellt eine sehr hohe Impedanz dar, so daß die Schaltung im Hinblick auf die im Übergang 14 gespeicherte Ladung praktisch offen ist. Die Wirkungsweise des Überganges 12 entspricht daher mit sehr guter Näherung der eines idealen Schalters.
Während des Zeitraumes, in dem Übergang 12 und Übergang 14 gegenvorgespannt sind, also während der Abtastzeit T , sinkt die Spannung an dem Übergang 14 ab, und zwar sowohl infolge des durch Rekombination im Raumladungsbereich bedingten Stromes, als auch infolge optisch erzeugter Träger, durch die ein Photostrom entsteht, welcher das Raumladungsgebiet des Überganges 14 erreicht. Diese beiden Ströme führen zur Entladung der Kapazität CBC des Überganges 14, auf dem sich ursprünglich eine Ladung (CBC) (-V0) befand. Der Photostrom ist im allgemeinen erheblich größer als der Rekombinationsstrom; der Ladungsverlust an der Raumladungskapazität des Überganges 14 ist daher während der Abtastzeit T dem Integral des einfallenden Lichtes in dem Zeitraum TQ direkt proportional. In einem späteren Zeitpunkt wird ein weiterer Impuls mit einer Spannung -V an den Emitter des Transistors 10 angelegt, und es fließt dann ein Verschiebungsstrom, der am Übergang 14den Ladungsverlust ausgleicht, der während der Abtastzeit TQ durch die ent-
009822/0505
ladenden Ströme eintrat. Dieser Verschiebungsstrom ist ein Majoritätsträger-Strom zur Basis, und der Emitter injiziert dementsprechend Minoritätsträger zur Neutralisierung der Raumladung in das Basisgebiet. Dies entspricht der normalen Transistor-Arbeitsweise, und das Verhältnis der Ladung, welche durch Widerstand stand 22 fließt, zu der Ladung, welche zur Kapazität C geliefert wird, ist (ß + 1) , wobeirder Stromverstärkungsfaktor des Transistors in Emitterschaltung ist.
Nachfolgend werden noch einige physikalische Beziehungen angegeben, die das Verständnis der Wirkungsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung erleichtern. Wenn eine negative Spannung an den Klemmen 1-1 (Figur 2) anliegt, befindet sich eine Spannung in Durchlassrichtung an dem Emitter-Basisübergang 12. Da sich die Spannung an dem Übergang 12 aufgrund des Bestehens der Kapazität Cp nicht plötzlich ändern kann, beginnt der Emitter einen Strom Ie zu injizieren. In diesem Zustand hat der Emitter-Basisübergang einen hohen Leitwert, und der Strom, welcher im Kollektor 13 fließt, beträgtot Ii 06 ist dabei der Bruchteil des injizierten Emitterströmes, welcher durch den Kollektor gesammelt wird. Der Wert oc liegt zwischen O und 0,9999. Der Basisstrom beträgt (1 -oc I , und er muss dem Kapazitätsverschiebungsstrom C _, CB gleich sein. Emitter- und Kollektorstrom hängen also von der Änderung der Kollektor-Basisspannung ab. Der Strom, welcher durch Widerstand 22 fliesst, ist die Summe des Kollektorstromes und eines Basisstromes und er ist gleich dem Strom I .
In einer Zeit &t wird eine Ladung, welche gleich dem Zeitintegral über (1 -OU) I von der Zeit 0 bis fat ist, auf die Basis-Kollektor-Kapazität C__ gebracht, und die durch den Belastungswiderstand 22 gelangende Ladung entspricht dem Zeitintegral über I von 0 - ßt. Das Verhältnis der durch den Belastungswiderstand gelangenden zu der auf die Basis-Kollektor-Kapazität C_c aufgebrachten Ladung beträgt etwa (ß + 1). Bei Beendigung der negativen Spannung ist die Basis-Kollektorkapazität C_c geladen, und der Basis-Kollektorübergang ist gegenüber dem übrigen Teil der Schaltung isoliert, und
— 9 —
009822/0505
zwar infolge der geringen Leckströme, welche der Emitter-Basisübergang zuläßt.
Bisher ist lediglich erörtert worden, wie der Basis-Kollektor-Übergang geladen und dieser geladene Übergang dann isoliert wird. Die auf diesen Übergang aufgebrachte Ladung sinkt in einem Verhältnis, welches der Stärke der einfallenden Strahlung propotional ist. Wenn die einfallende Strahlung null ist, liegt der Zeitraum, in dem diese Ladung auf die Hälfte ihres ursprünglichen Wertes absinkt, in der Größenordnung von Sekunden. Unter diesen Bedingungen (einfallende Strahlung = null) hängt die Zeit des Absinkens der Ladung von der Beziehung ab, daß der Rekombinationsstrom gleich dem kapazxtiven Verschiebungsstrom ist:
C dV = -I
dt gr
dabei ist:
C = Kapazität des Überganges
dV = Spannungsänderung nach der Zeit dt
I = Rekombinationsstrom gr
Da sowohl die Kapazität als auch der Rekombinationsstrom direkt von der Abmessung des Übergangsbereiches abhängen, kürzt sich dieser Übergangsbereich aus der Gleichung heraus, und die Spannungsänderung ist dementsprechend unabhängig von der Abmessung dieses Bereiches. Bei Beleuchtung addiert sich der durch Photowirkung erzeugte Strom zu dem Rekombinationsstrom und in der Zeiteinheit wird mehr Ladung abgeführt. Da der durch Photowirkung erzeugte Strom unmittelbar von der Beleuchtungsstärke abhängig ist, hängt der Betrag der Ladung, welche in der Zeiteinheit abgeführt wird, auch unmittelbar von der Beleuchtungsstärke ab, solange der Photostrom gegenüber dem Rekombinationsstram groß ist. Während der Abtastzeit T wird eine Ladungsmenge von der Basis-Kollektorkapazität entfernt, deren Betrag gleich dem Zeitintegral des Photostromes über die Abtast-
009822/0505
zeit T ist. Wenn der Basis-Kollektorübergang wieder aufgeladen,
- 10 -
aufgeladen, r
wird, fließt eine Ladungsmenge durch den Widerstand 22, welche das (h +1)fache des obigen Wertes ist. Man erhält dort also ein Signal.
Die anhand der Figuren 1-3 beschriebene photoelektronische Einrichtung bietet also einen Stromweg niedriger Impedanz durch Übergang 12, über den die Raumladungskapazität des Überganges 14 geladen wird. Sie weist außerdem einen Strompfad sehr höher Impedanz auf, welcher einem idealen Schalter nahekommt, wenn während der Abtatstzeit T der Übergang 12 eine Spannung in Sperrichtung erhält. Die Art der Anwendung des Transistors 10 ermöglicht außerdem, daß eine Ausbeute erreicht werden kann, welche über derjenigen liegt, die normalerweise im Speicherbetrieb erreicht werden kann, wobei außerdem der Rauschäbstand erheblich verbessert ist. Alle diese Vorteile werden mit einem Minimum an Aufwand in einer einfachen und übersichtlichen Schaltung erreicht, ohne daß sich in Anbetracht der zur Verfügung stehenden technologischen Mittel besondere Schwierigkeiten ergeben. Das photoelektronische Bauelement gemäß der Erfindung kann auch in integrierten Schaltanordnungen dargestellt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und sie kann im Rahmen fachmännischen Handelns in zweckmäßiger Weise abgeändert oder ergänzt werden.
- 11 -
003822/OüÜÜ

Claims (12)

  1. Ansprüche
    /l.y Einrichtung zur Peststellung, insbesondere zur Messung, von Strahlungsenergie, gekennzeichnet durch einen Transistor, auf den die Strahlungsenergie auftrifft, und welcher mit einer Erregung derart gekoppelt ist, daß die Raumladungskapazität eines ersten Überganges des Transistors wiederholt geladen wird und das Auf» treten von Leckströmen von dem ersten übergang über den anderen Übergang verhindert ist, wenn der erste übergang nicht geladen wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ausgangskreis zur Darstellung einer Wirkung, welche für die dem ersten Übergang während dessen Aufladung zugeführte Ladung repräsentativ ist und einen Rückschluß über die Stärke der auftreffenden Strahlung ermöglicht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor ein Planar-Transistor ist, der in einem Doppel-Diffusionsverfahren hefcgestellt ist.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des ersten Überganges wenigstens die doppelte Abmessung wie der andere Übergang hat.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die' Gleichstrom-Impedanz des anderen Überganges in Sperrichtung wenigstens eine Größenordnung höher ist, als die des ersten Überganges.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch einen Impulsgeber, welcher wiederholt einen Spannungsimpuls an den Transistor anlegt, durch den der erste Übergang eine Spannung in Durchlassrichtung und der andere Übergang eine Spannung in Sperrichtung erhält, wobei an dem ersten Übergang eine Spannung in Sperrichtung liegt, und am anderen Übergang die Spannung in Sperrichtung erhalten bleibt, wenn kein Impuls eingeht.
    009822/"0505
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter- und Kollektorelektroden des Transistors mit getrennten Ausgangsklemmen des Impulserzeugers in Verbindung stehen.
  8. 8. Verfahren zur Feststellung von Strahlungsenergie, dadurch gekennzeichnet, daß man die Strahlung auf einen Transistor auftreffen und diesen im Speicherbetrieb arbeiten lässt.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung festgestellt wird, die benötigt wird, um den Transistor in den Speicherzustand zu versetzen.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor vorzugsweise periodisch derart erregt und entregt wird, daß der erste Übergang eine Spannung in Durchlassrichtung und der andere Übergang eine Spannung in Sperrrichtung erhält, und dann beide Übergänge eine Spannung in Sperrrichtung erhalten.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor derart erregt wird, daß die Raumladungskapazität desjenigen Überganges galaden wird, an dem eine Spannung in Sperrrichtung liegt, daß dann bei Entregung der erste Übergang an einer Spannung in Sperrichtung liegt und daß dann bei erneuter Erregung des Transistors der erste Übergang wieder an eine Spannung in Durchlassrichtung gelegt und die Raumladungskapazität des anderen Überganges wieder geladen wird, wobei die hierfür benötigte Ladung für die auf den Transistor auftreffende Strahlungsenergie repräsentativ ist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterbrechung der Erregung am anderen Übergang eine Spannung in Sperrichtung aufrechterhalten wird.
    009822/0505
DE1967F0051265 1966-02-23 1967-01-17 Photoempfindliche einrichtung zur messung von strahlungsenergie Granted DE1589772B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52935866A 1966-02-23 1966-02-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1589772A1 true DE1589772A1 (de) 1970-05-27
DE1589772B2 DE1589772B2 (de) 1976-12-16

Family

ID=24109589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1967F0051265 Granted DE1589772B2 (de) 1966-02-23 1967-01-17 Photoempfindliche einrichtung zur messung von strahlungsenergie

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3427461A (de)
DE (1) DE1589772B2 (de)
FR (1) FR1502562A (de)
GB (1) GB1095745A (de)
NL (1) NL6617320A (de)
SE (1) SE322263B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3506838A (en) * 1968-02-02 1970-04-14 Cutler Hammer Inc Photoelectric defect detector responding to inequality of residual charges on pairs of capacitors connected to pairs of photocells
US3634692A (en) * 1968-07-03 1972-01-11 Texas Instruments Inc Schottky barrier light sensitive storage device formed by random metal particles
US3649838A (en) * 1968-07-25 1972-03-14 Massachusetts Inst Technology Semiconductor device for producing radiation in response to incident radiation
US3648051A (en) * 1970-03-03 1972-03-07 Fairchild Camera Instr Co Photosensor circuit with integrated current drive
US5331145A (en) * 1993-04-30 1994-07-19 Eg&G Reticon Corporation Diode addressing structure for addressing an array of transducers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3005107A (en) * 1959-06-04 1961-10-17 Hoffman Electronics Corp Photoconductive devices
NL6407445A (de) * 1964-07-01 1966-01-03
US3378688A (en) * 1965-02-24 1968-04-16 Fairchild Camera Instr Co Photosensitive diode array accessed by a metal oxide switch utilizing overlapping and traveling inversion regions

Also Published As

Publication number Publication date
FR1502562A (fr) 1967-11-18
SE322263B (de) 1970-04-06
GB1095745A (en) 1967-12-20
DE1589772B2 (de) 1976-12-16
NL6617320A (de) 1967-08-24
US3427461A (en) 1969-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1901804C3 (de) Stabilisierter Differentialverstärker
DE1541954B2 (de) Kondensator-Überladungsvorrichtung
DE1054117B (de) Elektrische Schaltanordnung mit mehr als zwei stabilen Betriebszustaenden
DE2019804A1 (de) Monolithisch integrierbare monostabile Kippstufe
DE1011924B (de) Schaltungsanordnung fuer Schieberegister unter Verwendung von Transistoren
DE1589772A1 (de) Einrichtung zur Feststellung von Strahlungsenergie
DE1548831A1 (de) Vorrichtung zur elektrischen Messung mehrerer Groessen
DE1922761A1 (de) Kondensatorspeicher
DE1288158B (de) Haltestromkreis fuer in Reihe geschaltete elektrische Koppelelemente eines mehrstufigen endmarkierten Koppelnetzes in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen
DE1153415B (de) Bistabile Kippstufe mit Vorspannschaltung
DE1514830B2 (de) Optoelektronische, integrierte halbleiterschaltung
DE2053888A1 (de) Schaltungsanordnung zur Umformung bipolarer Eingangssignale in unipolare Signale
DE1132585B (de) Monostabiler Multivibrator
DE2131342B2 (de) Bildaufnehmer
DE1589772C3 (de) Photoempfindliche Einrichtung zur Messung von Strahlungsenergie
DE2855168A1 (de) Bipolarer spannungsdetektor
DE1029872B (de) Fremdgesteuerte Transistorkippschaltung mit kurzer Abfallzeit
DE1141335B (de) Impulszaehler unter Verwendung eines Kondensators
DE2207158B2 (de) Monolithischer, integrierter bistabiler multivibratorschaltkreis
DE1200876B (de) Elektronische bistabile Kippschaltung und Vorrichtung zum Zaehlen von Impulsen unterVerwendung dieser Schaltung
DE1295651B (de) Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen Frequenzteiler zur Untersetzung von Impulsfolgen
DE2549667A1 (de) Integrierter gegengekoppelter verstaerker
DE2218803A1 (de) Speicher für elektrische Signalamplitude
DE3119450C1 (de) "Ausgangsstufe zur Abgabe von binären Signalen an eine an eine Ausgangsklemme angeschlossene Last"
DE1139546B (de) Relaislose Verzoegerungsschaltung mit Transistoren

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977