DE1614572C3

DE1614572C3 - Photoelectronic scanning device

Info

Publication number: DE1614572C3
Application number: DE19671614572
Authority: DE
Inventors: Hans-Norbert Dr.-Ing. 8000 München; Krieger Friedrich Dipl.-Ing. 8031 Gilching; Schmidt Werner 8000 München Toussaint
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-07-26
Filing date: 1967-07-26
Publication date: 1976-07-29

Description

Die Erfindung betrifft eine photoelektronische Abtasteinrichtung mit einer Vielzahl lichtempfindlicher Flächenelemente, die einen Anschluß für eine Gleichspannungsquelle und einen Anschluß zum Zuführen einer zeitproportional anwachsenden Spannung aufweist. The invention relates to a photoelectronic scanning device with a plurality of light-sensitive devices Surface elements which have a connection for a DC voltage source and a connection for supply a voltage that increases proportionally with time.

Derartige photoelektronische Abtasteinrichtungen werden beispielsweise zur Zeichenerkennung und zur optischen Lochkartenabtastung benötigt. Aus der Zeitschrift »Elektronics«, Volume 37,30 Nov. 1964, S. 21 und 22, ist eine solche Abtasteinrichtung unter dem Namen »Scanistor« bekannt. Diese bekannte Einrichtung besteht aus zwei Halbleitersläben, in denen durch punktweises Einlegieren bestimmter Materialien Halbleiterdioden gebildet sind. In dem einen Stab sind die Halbleiterdioden als Photodioden ausgebildet und im anderen Stab als normale Schaltdioden. Je eine Photo- und eine Schaltdiode sind leitend miteinander verbunden. Durch eine der Einrichtung zugeführte zeitproportionale Spannung wird ein Diodenpaar (Photodiode/ Schaltdiode) nach dem anderen an die Ausgangsleitung geschaltet.Such photoelectronic scanning devices are for example for character recognition and for optical punch card scanning required. From the magazine "Electronics", Volume 37, 30 Nov. 1964, p. 21 and 22, such a scanning device is known under the name "Scanistor". This well-known facility consists of two semiconductor layers in which semiconductor diodes are alloyed in at certain points are formed. In one rod, the semiconductor diodes are designed as photodiodes and in the different rod than normal switching diodes. One photo diode and one switching diode are conductively connected to one another. A pair of diodes (photodiode / Switching diode) one after the other connected to the output line.

Durch die Verwendung von zwei getrennten Halbleiterstäben ist die Herstellung dieser Einrichtung jedoch recht umständlich und aufwendig. Außerdem ist hierbei der nutzbare Ausgangsstrom relativ klein, da der Quantenwirkungsgrad von Photodioden kleiner als eins ist.The manufacture of this device is made possible by the use of two separate semiconductor rods but quite cumbersome and time-consuming. In addition, the usable output current is relatively small, since the Quantum efficiency of photodiodes is less than one.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute photoeleklronische Abtasteinrichtung für Lichtstrahlen zu schaffen.The invention is based on the object of a simply constructed photoelectronic scanning device for creating rays of light.

Diese Aufgabe wird bei einer photoelektronischen Abtasteinrichtung mit einer Vielzahl üchtempfindlicher Flächenelemente, die einen Anschluß für eine Gleichspannungsquelle und einen Anschluß zum Zuführen einer zeitproportional anwachsenden Spannung aufweist, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die einzelnen lichtempfindlichen Flächenelemente als Phototransistoren ausgebildet sind, deren Kollektorzonen direkt miteinander verbunden sind und deren Emitterzonen an den Abgriffen eines als Spannungsteiler ausgebildeten Widerstandes liegen, deren Anzahl der Anzahl der Phototransistoren entspricht, daß an dem Widerstand der Anschluß für die Gleichspannungsquelle, und zwischen dem gemeinsamen Kollektoranschluß der Phototransistoren und dem die Emitter miteinander verbindenden Widerstand der Anschluß für die zeitproportional anwachsende Spannung angebracht ist, welche die Phototransistoren nacheinander vom inversen Betrieb in den Normalbetrieb umschaltet, und daß im Kollektorstromkreis der Phototransistoren ein Bauteil zum Abnehmen von Signalen zur Registrierung des Belichtungszustandes der einzelnen Phototransistoren angeordnet ist.This task becomes more sensitive to light in the case of a photoelectronic scanning device with a large number Surface elements which have a connection for a DC voltage source and a connection for supply a time-proportional increasing voltage, solved according to the invention in such a way that the individual light-sensitive surface elements are designed as phototransistors, their collector zones are directly connected to each other and their emitter zones at the taps of a voltage divider formed resistor, the number of which corresponds to the number of phototransistors that on the Resistance of the connection for the DC voltage source, and between the common collector connection the phototransistors and the resistor connecting the emitters to one another, the connection for the time-proportional increasing voltage is attached, which the phototransistors successively from the inverse Operation switches to normal operation, and that in the collector circuit of the phototransistors Component for picking up signals for registering the exposure status of the individual phototransistors is arranged.

Die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung hat gegenüber der bekannten Anordnung den Vorteil eines besonders einfachen Aufbaus und damit auch einer einfachen Herstellung. Ferner wird durch die Verwendung von Phototransistoren an Stelle von Photodioden bei gleicher Lichtintensität ein wesentlich größerer Ausgangsstrom erzielt.The scanning device according to the invention has the advantage of one over the known arrangement particularly simple structure and thus also simple production. Furthermore, through the use of phototransistors instead of photodiodes with the same light intensity a much larger one Output current achieved.

Das im Kollektorstromkreis der Phototransistoren angeordnete Bauteil zum Abnehmen von Signalen zur Registrierung des Beüchtungszustandes der einzelnen Phototransistoren ist in vorteilhafter Weise eine Spule, an der jeweils dann eine Spannungsspitze auftritt, wenn sich der Gesamtstrom durch Umschalten eines beleuchteten Phototransistors vom inversen in den normalen Betriebszustand sprunghaft ändert. Diese zu einem bestimmten Zeitpunkt auftretenden Spannungsspitzen ermöglichen eine eindeutige und einfache Zuordnung zum Ort des gerade beleuchteten und umgeschalteten Phototransistors.The component arranged in the collector circuit of the phototransistors for picking up signals for Registration of the condition of the individual phototransistors is advantageously a coil, at each of which a voltage peak occurs when the total current is increased by switching an illuminated Phototransistor changes by leaps and bounds from the inverse to the normal operating state. This to one Voltage peaks occurring at a certain point in time enable a clear and simple assignment to the location of the just illuminated and switched phototransistor.

Der Gesamtwert des Widerstandes ist in vorteilhafterThe total value of the resistance is more advantageous

Weise niedrig im Vergleich zu dem Widerstand der Phototransistoren, wenn diese durchgeschaltet sind.Way low compared to the resistance of the phototransistors when they are on.

Als vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die einzelnen Elektrodenzonen der Phototransistoren und der als Widerstandsleitung ausgebildete Widerstand in einen Halbleiterblock eindiffundiert sind, daß die Verbindung zwischen der Widerstandsleitung und den Emitterzonen der einzelnen Phototransistoren im Halbleiterblock selbst erfolgt und daß die Kollektorzonen eine metallische Kontaktierung und eine metallische Verbindung miteinander aufweisen.As an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, it is provided that the individual electrode zones the phototransistors and the resistor designed as a resistance line in a semiconductor block are diffused in that the connection between the resistance line and the emitter zones of the individual Phototransistors in the semiconductor block itself takes place and that the collector zones have a metallic contact and have a metallic connection with each other.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die metallische Kontaktierung der Kollektorzonen der einzelnen Phototransistoren von einer Metallschicht gebildet ist, die jeweils den senkrecht zur Halbleiteroberfläche verlaufenden Rand eines Emitter-Basis-pn-Übergangs abdeckt, wobei nicht zu kontaktierende Bereiche der Halbleiteroberfläche durch eine SiCte-Schicht isoliert sind.It is advantageous that the metallic contacting of the collector zones of the individual phototransistors is formed by a metal layer, each of which runs perpendicular to the semiconductor surface Covering the edge of an emitter-base pn junction, with areas of the semiconductor surface that are not to be contacted are isolated by a SiCte layer.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is described in greater detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing explained. In the drawing shows

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel der photoelektronischen Abtasteinrichtung,Fig. 1 shows the embodiment of the photoelectronic Scanning device,

F i g. 2 eine vorteilhafte konstruktive Ausführung der Abtasteinrichtung nach Fig. 1 in einer Teildarstellung, und zwar in Draufsicht und im Schnitt undF i g. 2 an advantageous structural design of the Scanning device according to FIG. 1 in a partial representation, namely in plan view and in section and

Fig.3 ein Ersatzschaltbild der Ausführungsform nach Fig.2 unter Berücksichtigung der integrierten Bauweise.3 shows an equivalent circuit diagram of the embodiment according to FIG. 2, taking into account the integrated Construction.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Abtasteinrichtung sind eine größere Anzahl von Phototransistoren Pi, Pi bis Pn so angeordnet, daß die Kollektorzonen Ci, Ci bis Cn dieser Phototransistoren direkt miteinander verbunden sind und die Emitterzonen £1, Ei bis En an Abgriffen eines Spannungsteilers liegen, deren Anzahl der Anzahl der Phototransistoren entspricht. Am Spannungsteiler ist ein Anschluß für eine Gleichspannungsquelle Qi vorgesehen und zwischen dem gemeinsamen Kollektoranschluß und dem die Emitter miteinander verbindenden Widerstand ein Anschluß für eine zeitproportional anwachsende Spannung.In the scanning device shown in Fig. 1, a larger number of phototransistors Pi, Pi to Pn are arranged so that the collector zones Ci, Ci to Cn of these phototransistors are directly connected to each other and the emitter zones £ 1, Ei to En are at taps of a voltage divider , the number of which corresponds to the number of phototransistors. A connection for a direct voltage source Qi is provided on the voltage divider and a connection for a voltage which increases proportionally with time is provided between the common collector connection and the resistor connecting the emitters to one another.

Bei angelegter Gleichspannung und dem Spannungswert Null der zeitproportional anwachsenden Spannung sind sämtliche Phototransistoren invers betrieben. Zu diesem Betriebszustand soll der Ausgangsstrom vernachlässigbar klein sein, unabhängig vom Belichtungszustand der einzelnen Phototransistoren. Mit zunehmender Spannung werden nacheinander die einzelnen Phototransistoren vom inversen in den normalen Betriebsfall geschaltet. Ist der gerade umgeschaltete Phototransistor beleuchtet, so liefert er einen Beitrag zum Ausgangsstrom. Schaltet man beispielsweise eine Spule in den Kollektorkreis, so tritt an dieser immer dann eine Spannungsspitze auf, wenn sich der Gesamtstrom durch Umschalten eines beleuchteten Phototransistors vom inversen in den normalen Betriebszustand sprunghaft ändert.With DC voltage applied and the voltage value zero, the voltage increasing proportionally with time all phototransistors are operated inversely. In this operating state, the output current should be negligible be small, regardless of the exposure state of the individual phototransistors. With increasing Voltage are successively the individual phototransistors from the inverse to the normal Operational case switched. If the phototransistor that has just been switched is illuminated, it makes a contribution to the output current. If, for example, a coil is switched into the collector circuit, it always occurs Then a voltage spike occurs when the total current is increased by switching an illuminated one Phototransistor changes by leaps and bounds from the inverse to the normal operating state.

In Fig.2 ist die konstruktive Ausführung der Abtasteinrichtung nach Fig. 1 dargestellt, und zwar in F i g. 2a in der Draufsicht und in Fig. 2b im Querschnitt. In einem relativ schwach dotierten und beispielsweise p-leitenden Halbleiterblock 1, jeweils durch einen pn-Übergang 2 isoliert, sind die einzelnen Phototransistoren angeordnet. Der pn-Übergang 2 liegt beispielsweise in einer Tiefe von etwa 5 μΐη unterhalb der Halbleiter-Oberfläche. Die Emitterzonen der Phototransistoren sind in Fig. 2a mit den Ziffern 3,4,5,6,7,8 bezeichnet, in Fig.2b ist die Emitterzone des im Querschnitt dargestellten Phototransistors mit 9 bezeichnet. Die Emitterzone ist z. B. η-dotiert. Die Basiszonen der Phototransistoren,in Fig. 2a mit 10,11, 12,13,14,15 und in Fig. 2bmit 16bezeichnet,sind nicht kontaktiert. In dem betrachteten Beispiel sind die Basiszonen wiederum p-leitend. Der zwischen Basis- und Emitterzone befindliche pn-Übergang, in Fig.2b mit 25 bezeichnet, liegt etwa 2 μιη unterhalb der Halbleiteroberfläche. Die η-leitenden Kollektorzonen der Phototransistoren, in Fig.2a mit 17, 18, 19, 20, 21 und 22 und in Fig. 2b mit 23 bezeichnet, sind jeweils an ihrem Rand metallisch kontaktiert und auch untereinander sowie mit der Ausgangselektrode metallisch leitend verbunden. Diese Metallschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen hergestellt werden. Die nicht zu kontaktierenden Bereiche der Halbleiteroberfläche sind beispielsweise durch eine SiCh-Schicht isoliert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind diese Metallschichten in der Figur nicht dargestellt. Der pn-Übergang zwischen Kollektor- und Basiszone, in Fig. 2b mit 26 bezeichnet, liegt etwa 1 μιη unterhalb der Halbleiteroberfläche. Die Emitterzonen der einzelnen Phototransistoren sind durch eine gleichfalls in den Halbleiterblock eindiffundierte Leitung definierten Widerstandes miteinander verbunden. Anfang und Ende der Leitung 24 sind metallisch kontaktiert und bilden zwei weitere Elektroden der Anordnung. Eine weitere Elektrode steht über einem in der Figur nicht dargestellten ohmschen Kontakt mit dem Halbleiterblock 1 in Verbindung.In Figure 2, the structural design of the scanning device according to FIG. 1 is shown, namely in F i g. 2a in plan view and in Fig. 2b in cross section. In a relatively weakly doped and, for example, p-conductive semiconductor block 1, each by one pn junction 2 isolated, the individual phototransistors are arranged. The pn junction 2 is for example at a depth of about 5 μm below the semiconductor surface. The emitter zones of the phototransistors are in Fig. 2a with the numbers 3, 4, 5, 6, 7, 8 in FIG. 2b, the emitter zone of the phototransistor shown in cross section is denoted by 9. The emitter zone is z. B. η-doped. The base zones of the phototransistors, in Fig. 2a with 10,11, 12,13,14,15 and designated 16 in Fig. 2b are not contacted. In the example under consideration, the base zones are again p-conducting. The one between basic and the pn junction located in the emitter zone, denoted by 25 in FIG. 2b, is approximately 2 μm below the Semiconductor surface. The η-conducting collector zones of the phototransistors, in Fig. 2a with 17, 18, 19, 20, 21 and 22 and denoted by 23 in FIG. 2b, are each in metallic contact at their edge and also with one another and connected to the output electrode in a metallically conductive manner. This metal layer can, for example can be produced by vapor deposition. The areas of the semiconductor surface that are not to be contacted are for example isolated by a SiCh layer. For the sake of clarity, these are metal layers not shown in the figure. The pn junction between the collector and base zone, in FIG. 2b with 26 referred to, is about 1 μιη below the semiconductor surface. The emitter zones of the individual phototransistors are also in the semiconductor block diffused line of defined resistance connected to each other. Beginning and end of the line 24 are metallically contacted and form two further electrodes of the arrangement. Another electrode stands above an ohmic contact, not shown in the figure, with the semiconductor block 1 in Connection.

Fig. 3 zeigt das Ersatzschaltbild der Ausführungsform nach Fig. 2, in dem einige weitere zum Betrieb benötigte Elemente eingezeichnet sind. An Hand dieses Ersatzschaltbildes soll die Wirkungsweise der Abtasteinrichtung näher beschrieben werden. Die einzelnen Phototransistoren sind mit Pu Pi bis Pn bezeichnet. Die Kollektoranschlüsse der Phototransistoren Ci, Ci bis Cn sind metallisch leitend untereinander und mit der Ausgangselektrode A verbunden. Die Emitterelektroden Ei, Ei bis En sind über die Widerstandsleitung W miteinander verbunden. Anfang und Ende der Widerstandsleitung sind kontaktiert und mit den Elektroden B), Bi verbunden. Im Betriebsfall wird zwischen die Elektroden B\, Bi eine Gleichspannungsquelle Q\ geschaltet. Die Spannungsquelle ist derart gepolt, daß die Elektrode Bi positiv gegen die Elektrode B\ vorgespannt ist. Wegen des als linear vorausgesetzten Spannungsabfalls längs der Widerstandsleitung W ist der Emitter Ei des Phototransistors Pi positiv gegenüber dem Emitter E\ des Phototransistors Pi vorgespannt. Desgleichen ist auch der Emitter £3 des Phototransistors Λ positiver als der Emitter Ei des Phototransistors Pi usw. Die Spannung der Quelle Q\ ist derart bemessen, daß die Spannungsdifferenz zwischen den Emittern zweier aufeinanderfolgender Phototransistoren einen Wert von einigen Zehnteln Volt erreicht. Da diese Spannungsdifferenz auch dann erhalten bleiben soll, wenn einer oder mehrere der Phototransistoren Strom führen, ist der Widerstandwert der Widerstandsleitung so zu bemessen, daß der über die Widerstandsleitung fließende Querstrom groß ist gegen die Summe der Ausgangsströme sämtlicher Phototransistoren. Andererseits darf der Querstrom auch nicht so groß gewählt werden, daß dadurch eine unzulässig große Erwärmung des Halbleiters verursacht wird.FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of the embodiment according to FIG. 2, in which some further elements required for operation are shown. The mode of operation of the scanning device will be described in more detail using this equivalent circuit diagram. The individual phototransistors are labeled Pu Pi to Pn. The collector connections of the phototransistors Ci, Ci to Cn are metallically connected to one another and to the output electrode A. The emitter electrodes Ei, Ei to En are connected to one another via the resistance line W. The beginning and end of the resistance line are contacted and connected to the electrodes B), Bi . During operation, a DC voltage source Q \ is connected between the electrodes B \, Bi. The voltage source is polarized such that the electrode Bi is positively biased against the electrode B \. Because of the voltage drop along the resistance line W , which is assumed to be linear, the emitter Ei of the phototransistor Pi is positively biased with respect to the emitter E \ of the phototransistor Pi. Likewise, the emitter £ 3 of the phototransistor Λ is more positive than the emitter Ei of the phototransistor Pi etc. The voltage of the source Q \ is such that the voltage difference between the emitters of two successive phototransistors reaches a value of a few tenths of a volt. Since this voltage difference is to be maintained even when one or more of the phototransistors are carrying current, the resistance value of the resistance line must be dimensioned so that the cross-current flowing through the resistance line is large compared to the sum of the output currents of all the phototransistors. On the other hand, the cross current must not be chosen so large that it causes an inadmissibly great heating of the semiconductor.

Wie die einzelnen Phototransistoren, so ist auch die die Emitterzonen verbindende Widerstandsleitung, dieLike the individual phototransistors, the resistance line connecting the emitter zones is also the

den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Emitterzonen besitzt, durch einen pn-Übergang vom Halbleiterblock getrennt. In der Figur ist dieser sich durch den Halbleiter erstreckende pn-Übergang durch drei konzentrierte Dioden Di, Di, Di symbolisch dargestellt. Der Halbleiterblock H ist mit der Elektrode Bi leitend verbunden. Eine Spannungsquelle Qi mit einer Spannung von größenordnungsmäßig 1 V genügt, um alle drei Dioden Di, Di, Di zu sperren. Da längs der Widerstandsleitung W ein Spannungsabfall auftritt, ist die Sperrspannung für die am weitesten von den Elektroden Bi, Bi entfernte Diode am größten. Diese maximale Sperrspannung ist durch die Summe der Spannungen der Quelle Qi und Qt gegeben. Ein Durchbruch der sperrspannungsmäßig am stärksten belasteten Diode läßt sich jedoch sicher vermeiden, wenn der Halbleiterblock //relativ schwach dotiert ist.has the same conductivity type as the emitter zones, separated from the semiconductor block by a pn junction. In the figure, this pn junction extending through the semiconductor is symbolically represented by three concentrated diodes Di, Di, Di. The semiconductor block H is conductively connected to the electrode Bi. A voltage source Qi with a voltage of the order of magnitude of 1 V is sufficient to block all three diodes Di, Di, Di. Since a voltage drop occurs along the resistance line W , the reverse voltage is greatest for the diode furthest away from the electrodes Bi, Bi. This maximum reverse voltage is given by the sum of the voltages of the source Qi and Qt . However, a breakdown of the diode, which is most heavily loaded in terms of reverse voltage, can be reliably avoided if the semiconductor block // is relatively weakly doped.

Zwischen die Klemmen A und Bi wird ein Sägezahngenerator S geschaltet. Gibt dieser die Spannung Null ab, so sind sämtliche Phototransistoren invers betrieben. In diesem Betriebszustand soll der Ausgangsstrom vernachlässigbar klein sein, selbst wenn einer oder mehrere der Phototransistoren beleuchtet sind. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man die inverse Stromverstärkung der Phototransistoren klein hält und ferner durch einen geeigneten Aufbau der Phototransistoren im Halbleiterblock dafür sorgt, daß der im inversen Betrieb sperrende pn-Übergang nicht von den durch Lichtabsorption erzeugten Ladungsträgern erreicht wird. Dies läßt sich z. B. durch eine hinreichend dicke Halbleiterschicht erreichen. Zusätzlich empfiehlt es sich, die die Kollektorzonen der einzelnen Phototransistoren kontaktierende Metallschicht so auszubilden, daß diese jeweils den senkrecht zur Halbleiteroberfläche verlaufenden Rand eines Emitter-Basis-pn-Übergangs abdeckt. Wird nun mit ansteigender Sägezahnspannung die Elektrode A zunehmend positiv gegenüber der Elektrode Bi, so wechselt zunächst der Phototransistor P\ vom inversen Betriebszustand in den normalen Betriebszustand. Ist die obere Schicht des Phototransistors Pi beleuchtet, so macht sich beim Übergang vom inversen zum normalen Betrieb eine starke Zunahme des Kollektorstromes und damit auch des Ausgangsstromes bemerkbar. Der Kollektorstrom ist in diesem Betriebsfall groß, weil die durch Einstrahlung erzeugten Ladungsträger in der Nähe des in diesem Betriebsfall gesperrten pn-Übergangs erzeugt werden und weil die Stromverstärkung in diesem für den Phototransistor normalen Betriebsfall größer ist als für inversen Betrieb. Mit weiter zunehmender Spannung am Sägezahngenerator S werden nacheinander die Phototransistoren Pi, Pi bis Pn vom inversen in den normalen Betriebsfall geschaltet. Wenn der gerade umgeschaltete Phototransistor beleuchtet ist, liefert er einen Beitrag zum gesamten Ausgangsstrom. Wird z. B. in die Leitung zwischen Sägezahngenerator S und Elektrode A ein eine in der Figur nicht dargestellte Spule eingeschaltet, so tritt an dieser Spule jedesmal eine Spannungsspitze auf, wenn sich der Gesamtstrom durch Umschalten eines beleuchteten Phototransistors vom inversen in den normalen Betriebszustand sprunghaft ändert. Diese zu einem bestimmten Zeitpunkt auftretenden Spannungsspitzen ermöglichen ein eine eindeutige und einfache Zuordnung zum Ort des gerade beleuchteten und umgeschalteten Phototransistors. A sawtooth generator S is connected between terminals A and Bi. If this emits the voltage zero, then all the phototransistors are operated inversely. In this operating state, the output current should be negligibly small, even if one or more of the phototransistors are illuminated. This can be achieved by keeping the inverse current amplification of the phototransistors small and also ensuring that the pn junction, which blocks the inverse operation, is not reached by the charge carriers generated by light absorption by means of a suitable construction of the phototransistors in the semiconductor block. This can be done e.g. B. can be achieved by a sufficiently thick semiconductor layer. In addition, it is advisable to design the metal layer contacting the collector zones of the individual phototransistors in such a way that it covers the edge of an emitter-base pn junction running perpendicular to the semiconductor surface. If, as the sawtooth voltage increases, the electrode A becomes increasingly positive compared to the electrode Bi, then the phototransistor P \ changes from the inverse operating state to the normal operating state. If the upper layer of the phototransistor Pi is illuminated, a strong increase in the collector current and thus also in the output current becomes noticeable during the transition from inverse to normal operation. The collector current is high in this operating case because the charge carriers generated by radiation are generated in the vicinity of the pn junction which is blocked in this operating case and because the current gain in this operating case, which is normal for the phototransistor, is greater than for inverse operation. As the voltage at the sawtooth generator S continues to increase, the phototransistors Pi, Pi to Pn are successively switched from the inverse to the normal operating case. When the phototransistor that has just been switched is illuminated, it contributes to the total output current. Is z. B. in the line between the sawtooth generator S and electrode A switched on a coil not shown in the figure, a voltage spike occurs on this coil every time the total current changes abruptly by switching an illuminated phototransistor from the inverse to the normal operating state. These voltage peaks occurring at a certain point in time enable a clear and simple assignment to the location of the currently illuminated and switched phototransistor.

Weiterhin lassen sich mehrere Zeilen von Phototransistoren in einem gemeinsamen Halbleiterblock anordnen. Um jedoch in diesem Fall nicht unzulässig hohe Betriebsspannungen verwenden zu müssen — Gefahr thermischer Überlastung und Durchbruch von gesperrten pn-Übergängen — empfiehlt es sich, die einzelnen Zeilen von Phototransistoren getrennt zu kontaktieren und an eigene Elektroden anzuschließen. Werden beispielsweise zwei Zeilen von Phototransistoren verwendet, so ist es günstig, zum Abfragen auch zwei getrennte Sägezahnspannungsquellen zu verwenden. Die beiden sägezahnförmigen Spannungen können zeitlich parallel oder auch hintereinander an die beiden Zeilen angelegt werden.Furthermore, several rows of phototransistors can be arranged in a common semiconductor block. However, in order not to have to use impermissibly high operating voltages in this case - danger thermal overload and breakdown of blocked pn junctions - it is recommended that the individual Contact rows of phototransistors separately and connect them to their own electrodes. Will For example, if two rows of phototransistors are used, it is advantageous to also use two rows for interrogation to use separate sawtooth voltage sources. The two sawtooth voltages can can be applied to the two lines in parallel or one after the other.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Photoelectronic scanning device with a plurality of light-sensitive surface elements, which has a connection for a direct voltage source and a connection for supplying a voltage which increases proportionally with time, characterized in that the individual light-sensitive surface elements are designed as phototransistors (Px, Pi to Pn) , the collector zones of which ( Ci, C2 to Cn) are directly connected to each other and their emitter zones (Ei, Ei to En) are connected to the taps of a resistor (Ri, Ri to Rn; 24; W) designed as a voltage divider, the number of which corresponds to the number of phototransistors (Pt, Pi to P _n ) corresponds to the connection for the DC voltage source (Qi) at the resistor (Ri, R2 to Rn; 24; W) and the connection between the common collector connection of the phototransistors (Pi, Pi to Pn) and the emitter Resistance (Ri, Rib'ts Rn; 24; W) the connection for the time-proportional increasing voltage (S) is attached, which the Pho totransistors (Pi, Pi to Pn) successively switches from inverse operation to normal operation, and that in the collector circuit of the phoiotransistors (Pi, P2 to Pn) a component for picking up signals for registering the exposure state of the individual phototransistors is arranged.

2. Scanning device according to claim 1, characterized in that the component is a coil (L)

3. Scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that the total value of the resistance (Ri, Ri to R _n ; 24; W) is low compared to the resistance of the phototransistors (Pi, Pi to Pn) when they are switched through .

4. Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the individual electrode zones of the phototransistors (Pi, Pi to Pn) and the resistor formed as a resistance line (Ri, R2 to Rn-, 24; W ) diffuses into a semiconductor block (1) are that the connection between the resistance line and the emitter zones (3 to 9) of the individual phototransistors (Pt, Pi to Pn) takes place in the semiconductor block (1) itself and that the collector zones (17 to 23) have a metallic contact and a metallic connection with one another exhibit.

5. Scanning device according to claim 4, characterized in that the metallic contacting of the collector zones (17 to 23) of the individual phototransistors (Pi, Pi to Pn) is formed by a metal layer, each of which is the edge of an emitter-base running perpendicular to the semiconductor surface. Covering pn junction, areas of the semiconductor surface that are not to be contacted are isolated by a SiCh layer.