DE68914575T2 - Photoelektrisches Detektionsverfahren mit Verminderung der gespeicherten Ladungen in Phototransistoren, insbesondere vom Typ Nipin. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Photodetektoren und insbesondere auf solche Photodetektoren, die durch übereinandergelagerte Schichten aus amorphem Silizium gebildet werden.
• Der am weitesten verbreitete Photodetektor aus amorphem Silizium ist eine PIN-Diode, bestehend aus drei übereinanderliegenden Halbleiterschichten, von denen eine Verunreinigungen des Typs P, die nächste keine Verunreinigung (eine sogenannte intrinsische oder quasi-intrinsische Schicht) und die dritte Verunreinigungen vom Typ N besitzt.
• Seit einigen Jahren begegnet man auch Phototransistoren mit offener Basis vom Typ NIPIN, die aus fünf übereinanderliegenden Schichten amorphen Siliziums bestehen und eine große Lichtempfindlichkeit besitzen.
• Solche Phototransistoren wurden beispielsweise in der Zeitschrift IEEE El.Dev.Lett. Vol. EDL-8 No 2, Februar 1987, Seiten 64 bis 65 beschrieben.
• Diese Phototransistoren sind gut geeignet für die Herstellung einer Matrix, die auf Substraten großer Oberfläche ausgebildet sind und in X- und Y-Richtung adressierbar sind.
• Ihr Nachteil liegt jedoch in einem Remanenzstrom nach dem Lichteinfall, der umso größer ist, je größer der Verstärkungsgrad des Transistors ist. Das bedeutet, daß ein Strom im Phototransistor während des Lichteinfalls erzeugt wird und daß dieser Strom ziemlich lang anhält, nachdem der Lichteinfall beendet wurde.
• Ziel der Erfindung ist es, ein photoelektrisches Detektorverfahren vorzuschlagen, das eine Verringerung dieses Remanenzstroms erlaubt.
• Figur 1 zeigt zur Erinnerung die allgemeine Struktur eines Phototransistors vom Typ NIPIN aus amorphem Silizium. Diese Struktur wird von übereinanderliegenden Halbleiterschichten aus amorphem Silizium auf einem Substrat 10 gebildet, im allgemeinen aus Glas.
• Genauer betrachtet findet man auf dem Substrat übereinander:
• - eine untere leitende Schicht 12, die eine Emitterelektrode des Phototransistors bildet,
• - eine dünne halbleitende Schicht 14 vom Typ N, die eine Emitterzone des Phototransistors bildet,
• - eine dünne intrinsische Halbleiterschicht 16,
• - eine dünne Halbleiterschicht 18 vom Typ P, die Basisschicht genannt wird,
• - eine intrinsische Halbleiterschicht 20, die wesentlich dicker als die erste intrinsische Schicht 16 ist,
• - eine dünne Halbleiterschicht 22 vom Typ N, die eine Kollektorzone bildet,
• - und eine leitende Schicht 24, die die Kollektorelektrode bildet.
• Mindestens eine der Elektroden, beispielsweise die Kollektorelektrode 24, ist durchscheinend oder halbdurchscheinend auf der Lichteinfallsseite des Phototransistors.
• Die Basisschicht ist an keine Elektrode angeschlossen. Der Phototransistor ist also ein Transistor mit freier Basis.
• Hinsichtlich des Substrats kann die Reihenfolge der Schichten umgekehrt sein, also der Kollektor auf der Seite des Substrats und die anderen Schichten oberhalb des Kollektors (die Kollektorzone ist diejenige, die sich auf der Seite der dickeren intrinsischen Schicht befindet).
• Man kann auch alle Leitfähigkeitstypen umkehren, um einen Transistor vom Typ PINIP zu erhalten, wobei die Polaritäten der angelegten Spannungen dann alle umgekehrt sind, da als Ladungsträger dann die Löcher wirken (während im Fall von NIPIN-Transistoren die Elektroden die Ladungsträger bilden).
• Die Figuren 2a bis 2c zeigen die Potentialenergieniveaus der Ladungen im Inneren des Halbleiters und die verschiedenen Potentialbarrieren, die sich unter verschiedenen Betriebsbedingungen bilden und verformen. In diesen Figuren befindet sich der Emitter links und der Kollektor rechts.
• In Figur 2a sind die Energieniveaus für den Fall angegeben, daß eine potentialdifferenz null (Vec = 0) zwischen Kollektor und Emitter des Transistors angelegt ist. Die Energieniveaus sind im Emitter und im Kollektor dieselben. Es gibt eine Potentialbarriere in der Mitte. Die Energie nimmt in der dünneren intrinsischen Zone (16) zu, stabilisiert sich in der Basisschicht vom Typ P (18) und nimmt in der dickeren intrinsischen Schicht (20) wieder ab. Die Höhe der potentialbarriere ist mit Vb&sub0; bezeichnet.
• Figur 2b zeigt die Verformungen der Energieniveaus, wenn der Phototransistor zur Verwendung als photodetektor vorgespannt ist.
• Die Vorspannung ist eine negative Spannung Vec des Einitters bezüglich des Kollektors.
• Die Potentialbarriere zwischen Emitter und Basis wird auf einen Wert Vb&sub1; abgesenkt, der kleiner als Vb&sub0; ist.
• Diese Absenkung reicht jedoch nicht aus, um eine merkbare Elektronenwanderung vom Emitter zur Basis zu erhalten.
• Wenn man aber den Phototransistor Licht aussetzt, und insbesondere die intrinsische Zone auf der Seite des Kollektors, dann werden Elektronen-Löcherpaare in dieser Zone erzeugt. Die Elektronen werden vom Kollektor angezogen und die Löcher von der Basis aufgrund des elektrischen Felds, das in der intrinsischen Zone herrscht.
• Die Löcher sammeln sich also in der Basis, die nicht mit einer äußeren Quelle verbunden ist. Die Löcheransammlung wird nur durch die Rekombination der Löcher und durch die Diffusion der Löcher zum Emitter begrenzt. Diese Ansammlung setzt die Potentialbarriere zwischen Emitter und Basis weiter herab auf einen Wert Vb&sub2;, für den der Basis-Emitter-Übergang schwach in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Figur 2c zeigt diese Situation.
• Der Transistor wird also leitend und liefert einen Elektronenstrom vom Emitter zur Basis. Dieser Strom ist größer als der vom Licht erzeugte Elektronenstrom. Dies ist der Phototransistoreffekt.
• Endet der Lichteinfall, dann werden die in der Basis gespeicherten Löcher nicht sofort eliminiert. Die verschwinden zunehmend durch Befreiung und Diffusion zum Emitter oder durch Rekombination. Solange sie aber noch in ausreichender Menge vorliegen, bleibt ein Elektronenstrom, der vom Emitter ausgeht und im Kollektor empfangen wird.
• Dieser Strom bildet einen störenden Remanenzeffekt. Die Erfahrung zeigt, daß man mehrere zehn Millisekunden warten muß, bis der Strom zu 90 oder 95% verschwindet. Man muß sogar bis zu knapp einer Sekunde warten, damit der Dunkelstrom seinen Mindestwert wieder erreicht.
• Diese Remanenzerscheinung ist wesentlich stärker und damit störender als bei einer einfachen PIN-Photodiode, in der die Remanenz nur auf der Speicherung von Ladungsträgern in dem Fallen der intrinsischen Zone beruht. Bei einem Phototransistor gibt es diese Speicherung in den Fallen der intrinsischen Zone und außerdem gibt es den Strom, der nach wie vor vom Emitter zur Basis injiziert wird.
• Die Lösung im Fall der Photodioden, die auf Phototransistoren übertragbar ist, besteht darin, den Phototransistor permanent mit einer kontinuierlichen Hilfslichtquelle zu beleuchten, deren Licht sich dem zu messenden Licht überlagert.
• Diese gleichbleibende Beleuchtung erzeugt Elektronen- Lochpaare, die die Fallen füllen, und insbesondere die Fallen, deren Energieniveaus am tiefsten sind. Letztere brauchen nämlich am längsten für die Entleerung und erhöhen den Remanenzeffekt am meisten.
• Wenn die Nutzbeleuchtung (Signalbeleuchtung) aufhört, wird die Hilfsbeleuchtung beibehalten, und die einzigen Löcher, die verschwinden sollen, sind die, welche durch die Signalbeleuchtung akkumuliert wurden. Diese verschwinden aber schnell. Die anderen bleiben zwar, brauchen aber nicht abgeführt zu werden, da der Gleichgewichtszustand in Abwesenheit der Signalbeleuchtung ihr Vorhandensein berücksichtigt. Sie liegen vor mit und ohne Beleuchtung, und es genügt, dies zu wissen, um das Nutzbeleuchtungssignal als Differenz zu bestimmen.
• Der Nachteil dieses Verfahrens liegt im Vorhandensein eines permanenten Photostroms aufgrund der konstanten Hilfsbeleuchtung. Dieser Strom erzeugt ein Rauschen. Außerdem ist dieser Strom nicht unbedingt für alle Phototransistoren einer gemeinsamen Photodetektormatrix identisch. Schließlich erfordert dieses Verfahren eine Hilfslichtquelle, die nicht immer einfach zu realisieren ist.
• Die vorliegende Erfindung, die in den Ansprüchen definiert ist, hat zum Ziel, ein neues photoelektrisches Detektorverfahren vorzuschlagen, in dem die Remanenz insbesondere dann verringert ist, wenn als Phototransistor ein solcher aus amorphem Silizium vom Typ NIPIN oder PINIP verwendet wird.
• Das Verfahren ist anwendbar, wenn der bipolare Phototransistor mit freier Basis zwischen eine erste Elektrode (beispielsweise die Zeilenelektrode im Fall einer Matrixanordnung) und einen schwebenden Knoten angeschlossen ist, wobei ein Schaltelement zwischen den schwebenden Knoten und eine zweite Elektrode (Spaltenelektrode) angeschlossen ist. In diesem Fall enthält das Verfahren einen Verfahrensschritt der Detektion, in dem der Phototransistor in Sperrichtung vorgespannt und das Schaltelement gesperrt ist. Während dieses Verfahrensschritts speichert man auf dem schwebenden Knoten Ladungen, die aus dem Leckstrom des Phototransistors stammen, der umso größer ist, je stärker die Beleuchtung ist. Dann gibt es einen Verfahrensschritt des Auslesens, während dem der Phototransistor immer noch im nicht leitenden Zustand ist, aber das Schaltelement leitend wird, um die auf dem schwebenden Knoten gespeicherten Ladungen abzuführen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nach diesem Verfahrensschritt des Auslesens ein Verfahrensschritt des Auslöschens der Remanenz durchgeführt wird, der darin besteht, den Phototransistor leitend zu machen.
• Dann wird ein Elektronenstrom in die Basis eingespeist und fließt zwischen dem Emitter und dem Kollektor (in der einen oder anderen Richtung, wie weiter unten klar wird). 5Dieser Fluß durchquert die Basis und rekombiniert sich mit den dort gespeicherten Löchern. Er durchquert außerdem die intrinsischen Zonen und führt auch zur Rekombination der Löcher, die dort gefangen sind.
• In einer ersten Ausführungsform besteht das Verfahren darin, daß der Kollektor-Basis-Übergang des Phototransistors in Leitrichtung durch Anlegen einer geringfügig positiven Spannung (etwa 1 bis 2 Volt) zwischen den Emitter und den Kollektor vorgespannt wird (der Emitter ist dann positiver als der Kollektor für einen Transistor vom Typ NIPIN und umgekehrt für einen Transistor vom Typ PINIP).
• In einer anderen Ausführungsform, die den unerwarteten Vorteil zeitigt, den Dunkelstrom des Phototransistors zu verringern, besteht das Verfahren darin, den Kollektor-Basis- Übergang in Sperrichtung ausreichend vorzuspannen, um über eine Leitschwelle des Transistors in Sperrichtung hinwegzukommen und um so einen nicht unerheblichen Strom durchzulassen, der durch Rekombination die in der Basis gespeicherten Löcher abführen kann. Die zwischen Emitter und Kollektor dann anliegende Spannung ist verhältnismäßig groß (mehrere Volt) und positiv auf der Seite des Kollektors (für einen Transistor vom Typ NIPIN).
• Diese Spannung liegt vorzugsweise nahe beim Knickpunkt der Strom-Spannungs-Kennlinie (in Sperrichtung des Phototransistors).
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist vollkommen anwendbar auf Phototransistoren mit frei schwebender Basis, da die Emitter-Basis- und Kollektor-Basis-Übergänge durch Anlegen einer Spannung zwischen Kollektor und Emitter leitend gemacht werden.
• Das Schaltelement, das während der Integration von Photoladungen gesperrt und während des Auslesens dieser Ladungen leitend ist, ist im Prinzip eine Lesediode, deren Kapazität deutlich kleiner als die des Phototransistors ist. Vorzugsweise kann diese Diode in Sperrichtung leitend gemacht werden, und man verwendet diese Eigenschaft, um die Remanenz zu löschen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Lesediode eine erste Schwelle, an der sie in Leitrichtung leitend wird, und eine zweite Schwelle, an der sie in Sperrichtung leitend wird, und der Phototransistor vom Typ NIPIN besitzt ebenfalls eine erste Schwelle, an der er in Leitrichtung leitend wird und eine Schwelle, an der er in Sperrichtung leitend wird. Der Phototransistor und die Lesediode liegen in Reihe mit gleicher Leitrichtung, und die Matrix wird durch einen Zyklus von Signalen an den Zeilenleitern auf folgende Weise betrieben:
• - man legt zuerst einen Ruhespannungspegel an den Zeilenleiter während einer Ladungsintegrationsphase aufgrund des Lichteinfalls, so daß der Phototransistor in Sperrichtung vorgespannt und die Lesediode nicht direkt leitend ist;
• - dann legt man einen Spannungsimpuls an, der Leseimpuls genannt wird und hinsichtlich des Ruhepegels eine erste Polarität besitzt, wobei dieser Impuls unterhalb der Schwelle bleibt, an der der Phototransistor in Leitrichtung leitend wird, so daß die Lesediode leitend wird und eine Menge von Photoladungen zum Spaltenleiter abgeführt wird;
• - dann legt man einen Spannungsimpuls entgegengesetzten Vorzeichens an, der Remanenzlöschimpuls genannt wird, damit nicht nur die Lesediode, sondern auch der Phototransistor in Sperrichtung leitend wird, wobei die Potentialdifferenz zwischen dem Pegel dieses Impulses und dem Potential des Spaltenleiters absolut gesehen größer als die Summe der Schwellen ist, an denen der Phototransistor und die Lesediode in Sperrichtung leitend werden.
• Vorzugsweise liegt dieser Unterschied sehr nahe bei der Summe der Schwellen, an denen der Phototransistor und die Diode in Sperrichtung leitend werden.
• Auf diese Weise wird während des Remanenzlöschimpulses nicht nur die Lesediode, sondern auch kurz danach der Phototransistor selbst in Sperrichtung leitend. Elektronen werden in die Basis injiziert und rekombinieren mit den Löchern, die die Stromremanenz im Phototransistor hervorrufen.
• Vorzugsweise folgt dem Remanenzlöschimpuls ein Pegelwiederherstellungsimpuls entgegengesetzten Vorzeichens, der eine solche Amplitude besitzt, daß die Lesediode wieder in den direkten Leitbereich gelangt. Schließlich endet der Pegelrücksetzimpuls durch Rückkehr der Zeilenspannung auf den Ruhewert.
• Die Lesediode kann ihrerseits aus einer Fünfschichtenstruktur vom Typ NIPIN oder PINIP bestehen.
• Aus dem Stand der Technik sei auf das US-Patent 4 737 832 hingewiesen, das ein Detektorsystem mit einem Phototransistor beschreibt. Nach einer Lesephase gibt es eine Phase der Abfuhr der in der Basis des Transistors gespeicherten Ladungen. Da aber einerseits die von dem Lichteinfall erzeugten photoelektrischen Ladungen in der Basis und nicht wie erfindungsgemäß in einem mit dem Kollektor verbundenen schwebenden Knoten gespeichert sind und da andererseits die Lesephase nicht in der Abfuhr dieser Ladungen besteht, ist der Lesevorgang nicht zerstörend. Man muß also den Phototransistor vor jeder neuen Beleuchtung wieder initialisieren. Eine solche Initialisierung kann durch eine Injektionsdiode erfolgen, die an die Basis des Phototransistors angeschlossen ist (siehe EP-A-0 222 624). Erfindungsgemäß werden die Ladungen im Kollektor gespeichert. Die Lesephase entfernt diese Ladungen, aber man stellt fest, daß die Basis sich teilweise aufgeladen hat, und zwar ausreichend, um einen Remanenzeffekt entstehen zu lassen, den man unterdrücken will.
• Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen hervor.
• Figur 1 wurde bereits erläutert und zeigt die allgemeine Struktur eines Phototransistors vom Typ NIPIN.
• Figur 2 (2a, 2b, 2c) wurde ebenfalls bereits beschrieben und zeigt die Energieniveaus der Ladungsträger in den verschiedenen Halbleiterschichten unter verschiedenen Umständen.
• Figur 3 zeigt die Strom-Spannungs-Kennlinie des Phototransistors mit und ohne Lichteinfall.
• Figur 4 zeigt die Veränderungen des Dunkelstroms (in Absolutwerten) und der Remanenz abhängig von der Amplitude des Remanenzlöschimpulses, der erfindungsgemäß an den Phototransistor angelegt wird.
• Figur 5 zeigt eine Matrix von lichtempfindlichen Punkten, die die Erfindung anwenden kann.
• Figur 6 zeigt die Zeitdiagramme der Potentiale auf einem Zeilenleiter und dem Ladungsspeicherpunkt eines lichtempfindlichen Punkts der Matrix aus Figur 5.
• Figur 7 zeigt die Strom-Spannungs-Kennlinien des Phototransistors und der Lesediode im Zeitpunkt der Remanenzlöschung gemäß der Erfindung.
• Die allgemeine Strom-Spannungs-Kennlinie eines Phototransistors ist in Figur 3 gezeigt. An der Abszisse ist die Emitter-Kollektor-Spannung Vec (positives Vorzeichen auf der Emitterseite für einen Transistor vom Typ NIPIN) und auf der Ordinate ist der Strom Ice aufgetragen, der den Phototransistor zwischen Kollektor und Emitter durchquert.
• Die durchgezogene Kennlinie gilt, wenn kein Licht einfällt. Sie besitzt eine positive Leitschwelle Vsdp in Leitrichtung und eine negative Leitschwelle Vsip in Sperrichtung. Zwischen der Schwelle Vsdp und der Schwelle Vsip ist der im Phototransistor fließende Strom ein schwacher Strom, der Dunkelstrom genannt wird. Jenseits der Schwellen wird der Phototransistor leitend und läßt einen starken Strom durch.
• Die unterbrochene Kennlinie zeigt den Strom im Fall eines Lichteinfalls. Der Strom für eine gegebene Spannung Vec ist umso größer, je stärker die Beleuchtung ist, und zwar selbst zwischen den Schwellen Vsdp und Vsip. Die Vorspannung, die man im Normalbetrieb anlegt, ist eine Vorspannung in Sperrichtung Vec = V1, wobei V1 absolut gesehen geringfügig unter der Schwelle Vsip bleibt. Unter einer Vorspannung in Sperrichtung versteht man die Tatsache, daß der Kollektor-Basisübergang des Phototransistors in Sperrichtung vorgespannt ist (der Kollektor ist positiver als der Emitter für einen Transistor vom Typ NIPIN).
• Im Betrieb wird der Transistor zu Beginn im Dunkeln auf den Punkt A der durchgezogenen Kennlinie vorgespannt. Dann beleuchtet man den Phototransistor, und der Arbeitspunkt verschiebt sich nach B. Dieser Strom wird beispielsweise in einem Kondensator integriert und dann in einem Leseverstärker gelesen.
• Sobald das Signal gelesen wurde, beseitigt man im erfindungsgemäßen Verfahren die Remanenz, indem man einen Löschspannungsimpuls Veff anlegt, der den Phototransistor leitend macht.
• Gemäß einer ersten Lösung stellt man an den Klemmen des Phototransistors eine Vorspannung in Leitrichtung Veff = V2 her, die absolut gesehen größer als die Schwelle Vsdp ist, um den Transistor in Leitrichtung leitend zu machen. Ein Strom fließt dann vom Emitter zum Kollektor und durchquert die Basis.
• Eine beschleunigte Rekombination der Löcher findet dann in der Basis statt und beseitigt die Remanenz.
• Dann kehrt der Arbeitspunkt zur Kennlinie ohne Lichteinfall zurück (Punkt D'). Schließlich legt man erneut die Vorspannung V1 an, um zum Punkt A zurückzukehren.
• Dieser Zyklus, der davon ausgeht, daß der Lichteinfall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signallesevorgängen unterbrochen ist, wäre ganz ähnlich, wenn der Lichteinfall kontinuierlich wäre, aber man würde dann unmittelbar vom Punkt D zum Punkt B gelangen, ohne über den Punkt A zu gehen.
• In der Praxis beobachtet man, daß dieses Verfahren die Remanenz erheblich reduziert, aber daß leider damit eine deutliche Erhöhung des Dunkelstroms bei der Rückkehr zur Vorspannung V1 verbunden ist.
• Dieser Strom liegt nur vorübergehend vor und ist vom vorhergehenden Lichteinfall unabhängig, aber er bringt Ladungsträger, die sich denen des nächstfolgenden Signals überlagern. Es gibt also ein relativ großes Grundsignal, das sich dem Nutzsignal überlagert und ein Rauschen erzeugt, ähnlich wie in dem klassischen Verfahren, bei dem die Remanenz durch eine dem Signal überlagerte Dauerbeleuchtung unterdrückt werden soll.
• Dieser vorübergehende Strom nach der Leitphase des Phototransistors kann als eine Entsättigung der Fallen der intrinsischen Zone zwischen Basis und Kollektor interpretiert werden. Diese Fallen wurden nämlich während der Anwendung der Löschspannung Veff = V2 mit Elektronen gefüllt. Man kann im übrigen durch ein Experiment verifizieren, daß dieser Dunkelstrom, der nach Anwenden der Spannung V2 auftritt, umso größer wird, je größer die Amplitude der Spannung V2 ist, sofern diese Amplitude tatsächlich absolut gesehen die Amplitude der Schwellenspannung Vsdp in direkter Leitrichtung des Phototransistors übersteigt.
• In einer Variante, die hinsichtlich des Dunkelstroms interessanter ist, schlägt die Erfindung einen Lesezyklus vor, in dem die Remanenz durch Anlegen einer Löschspannung Veff = V3 zwischen Kollektor und Emitter des Phototransistors eliminiert wird, wobei diese Spannung nicht in Leitrichtung wie die Spannung V2, sondern in Sperrichtung gepolt ist und eine Amplitude besitzt, die absolut größer als die Schwellspannung Vsip des Phototransistors in Sperrichtung ist.
• Dies ergibt eine Absenkung der Potentialbarriere zwischen Emitter und Basis und die Einspeisung von Elektronen vom Emitter zur Basis (und nicht vom Kollektor zur Basis). Beim Durchgang durch die Basis rekombinieren die Elektronen mit den dort angesammelten Löchern und unterdrücken somit die Remanenz.
• In diesem Fall läßt der Zyklus des Lesens und Löschens der Remanenz den Arbeitspunkt des Phototransistors gemäß Figur 3 vom Punkt A (kein Lichteinfall) zum Punkt B (Lichteinfall), dann zum Punkt E (Anwenden der Remanenzlöschspannung Veff = V3), dann zum Punkt E' (Wegfall des Lichteinfalls) und schließlich zum Punkt A gelangen (Rückkehr zur normalen Vorspannung V1). Wie vorher erfolgt diese Rückkehr direkt vom Punkt E zum Punkt B, ohne über den Punkt Ev und den Punkt A zu gehen, wenn der Lichteinfall kontinuierlich und nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lesevorgängen unterbrochen ist.
• Wenn man also die Remanenz durch Anwenden einer Spannung in Sperrichtung löscht, die größer als die Leitschwelle des Phototransistors in Sperrichtung ist, dann stellt man fest, daß mindestens für nicht so große Werte der Spannung V3 der Dunkelstrom mit der Amplitude von V3 abnimmt. Daraus ergibt sich eine Verbesserung im Vergleich zur Löschung durch Anlegen einer Spannung V2 in Leitrichtung an den Phototransistor.
• Um dies zu erreichen, darf der Elektronenstrom während des Löschimpulses nicht zu groß sein. Die Löschspannung Veff -V3 muß also relativ nahe beim Knickpunkt der Kennlinie Ice = f(Vec) des Phototransistors liegen, d.h. in der Nähe der Schwelle Vsip.
• Figur 4 zeigt eine Grafik der Veränderungen der Amplitude des vorübergehenden Dunkelstroms nach dem Löschen der Remanenz (Bild 4a) und der Veränderungen der Remanenz (Bild 4b) abhängig von der Amplitude der angelegten Löschspannung Veff (V2 auf der Seite des Leitbereichs und V3 auf der Seite des Sperrbereichs).
• In Figur 4a ist auf der Abszisse der Wert der Löschspannung und auf der Ordinate der Strom Ice (mit oder ohne Signallichteinfall) unmittelbar nach dem Löschen aufgetragen. In Figur 4b ist auf der Abszisse wieder der Wert der Löschspannung und auf der Ordinate die Remanenz prozentual zum Nutzsignal aufgetragen, die beispielsweise 40 ms nach dem Anlegen der Löschspannung noch vorliegt.
• Man sieht in diesen Figuren
• - einerseits, daß die Situation global günstiger auf Seiten der Löschspannungen in Sperrichtung (V3) ist, da man sowohl eine recht geringe Remanenz als auch einen recht geringen vorübergehenden Dunkelstrom erreicht,
• - zweitens, daß eine optimale Zone existiert, die in dem dargestellten Beispiel etwa zwischen den Zahlenwerten 4 und 6 (auf der Abszisse) liegt, wo sowohl ein minimaler Dunkelstrom als auch eine geringe Remanenz vorliegen.
• Man möchte also eine Löschspannung in diesem Bereich anlegen, die praktisch einer Löschspannung Veff in der Nähe der Leitschwelle Vsip des Phototransistors in Sperrichtung entspricht.
• Dieses erfindungsgemäße Verfahren zur Remanenzlöschung kann auf eine Matrix von lichtempfindlichen Punkten angewandt werden, die je aus einem Phototransistor in Reihe mit einer Lesediode bestehen. Eine solche Matrix ist in der Druckschrift EP-A-0 331 546 beschrieben. Um das Potential des schwebenden Knotens, auf dem die photoelektrischen Ladungen sich akkumulieren, auf einen konstanten Potentialpegel zu bringen, legt man in dieser älteren europäischen Anmeldung einen Pegelrücksetzimpuls in umgekehrter Richtung an, der die Lesediode in Sperrichtung leitend steuert.
• Nachfolgend wird eine praktische Ausführungsform der Erfindung hinsichtlich einer solchen in Figur 5 dargestellten Struktur beschrieben.
• Die Matrix enthält lichtempfindliche Punkte Pij in Form eines Netzes aus Zeilen und Spalten. Jede Zeile enthält einen Zeilenleiter Li, an den die lichtempfindlichen Punkte dieser Zeile angeschlossen sind. Der Zeilenleiter Li liefert eine Ruhespannung Vpo während einer Integrationsphase, dann einen Leseimpuls während einer Lesephase und dann einen Pegelrücksetzimpuls während einer Pegelrücksetzphase vor einer neuen Integrationsphase. Diese Zeilenleiter sind an einen Zeilendekodierer DEL angeschlossen, der eine bestimmte Zeile auswählen kann, deren Punkte man lesen will, und der die Lese- und Pegelrücksetzimpulse an die ausgewählte Zeile liefern kann, während die anderen Zeilen auf der Ruhespannung Vpo verbleiben.
• Jede Spalte enthält einen Spaltenleiter Cj, an den die lichtempfindlichen Punkte dieser Spalte angeschlossen sind. Der Spaltenleiter Cj ist an eine Leseschaltung CL zum Auslesen der vom lichtempfindlichen Punkt Pij am Kreuzungspunkt dieser Spalte mit der ausgewählten Zeile erzeugten Ladungen angeschlossen.
• In einem Ausführungsbeispiel enthualt die Leseschaltung einen Integrator INT für jede der Spalten von Punkten un einen Multiplexer MUX, der mit den Ausgängen der Intergratoren verbunden ist und an seinem Ausgang S nacheinander Signale entsprechend dem Lichteinfall auf die aufeinanderfolgenden Punkte der betreffenden Zeile liefert.
• In anderen Fällen könnte die Leseschaltung eine Ladungstransferschaltung sein und der Multiplexer könnte ein Ladungstransfer-Schieberegister sein.
• Jeder lichtempfindliche Punkt Pij enthält einen Phototransistor vom type NIPIN, der aus einer Struktur mit fünt Schichten besteht und mit dem Bezugszeichen PHT versehen ist. Dieses Element ist in Reihe mit einem Schaltelement verbunden, das hier eine Lesediode DL bildet, und das Ganze ist zwischen einen Zeilen- und einen Spaltenleiter Li bzw. Cj eingefügt.
• Der Verbindungspunkt A zwischen dem Phototransistor und der Lesediode ist der Knoten, an dem sich die durch den Lichteinfall erzeugten elektrischen Ladungen sammeln.
• Die Lesediode DL, die den Ladungstransfer vom schwebenden Knoten A zum Spaltenleiter Cj erlaubt, darf nur eine geringe Kapazität im Vergleich zu der des Phototransistors besitzen, so daß die Gesamtkapazität aus der Sicht einer Spalte deutlich geringer als die Summe der Kapazitäten der an diese Spalte angeschlossenen Phototransistoren ist.
• Außerdem kann die Lesediode in den direkten Leitbereich gelangen, wenn die Spannung an ihren Klemmen größer als eine erste Spannungsschwelle Vsd in Leitrichtung wird, und sie kann in Sperrichtung leitend werden, wenn die Spannung an ihren Klemmen größer als eine zweite Spannungsschwelle Vsi in Sperrichtung wird.
• Mit anderen Worten besitzt die Lesediode eine Strom- Spannungs-Kennlinie ähnlich der einer Zenerdiode. Der Kollektor des Phototransistors und die Anode der Lesediode sind mit dem schwebenden Knoten A verbunden. Die beiden Elemente sind also in Reihe und in gleicher Leitrichtung miteinander verbunden (in Figur 5 verläuft die direkte Leitrichtung für den Phototransistor wie für die Diode vom Zeilenleiter zum Spaltenleiter).
• Die Spannungsschwellen müssen mit dem Betrieb der Steuerschaltungen der Matrix kompatibel sein. Wenn die Matrix beispielsweise mit M0S-Transistoren betrieben werden soll, ist es wünschenswert, daß die Leitschwellen absolut gesehen nicht 12 bis 15 V überschreiten.
• Andererseits soll aber der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Schwelle ausreichend groß sein, da dieser Abstand die Dynamik des zu messenden Lichtsignals begrenzt.
• Beispielsweise kann man Dioden herstellen, die bei einer ersten positiven Spannungsschwelle von etwa +1 Volt leitend werden und die in Sperrichtung bei einer zweiten, negativen Spannungsschwelle leitend werden, die zwischen etwa -8 und -15 V durch geeignete Wahl der Dotierungen der Halbleiterschichten eingestellt werden kann.
• Da es außerordentlich wünschenswert ist, wenn diese Schwellen stabil und reproduzierbar sind, wählt man Lesedioden DL gemäß einer Technologie, die diese Stabilität und Reproduzierbarkeit zu erreichen erlaubt. Man hat bemerkt, daß eine Diode, die in Sperrichtung durch Lawineneffekt eines Übergangs leitend wird, nicht jede Gewähr für Stabilität und Reproduzierbarkeit bietet. Ein Transistor mit offener Basis vom Typ NIPIN, der durch Absenken einer Potentialbarriere in Sperrichtung leitend wird, kann dagegen als Lesediode mit wesentlich besseren Eigenschaften in dieser Hinsicht dienen. Daher könnte man die Lesediode selbst als Transistor vom Typ NIPIN vorsehen, die vorzugsweise dem Lichteinfall nicht ausgesetzt und deutlich kleiner als der Phototransistor ist. Die Seite dieses Transistors, die an den Spaltenleiter angeschlossen ist, bildet der Kollektor (auf der Seite der dickeren intrinsischen Schicht), wenn der Phototransistor PHT seinerseits mit seinem Kollektor an den Punkt A angeschlossen ist, bzw. im entgegengesetzten Fall umgekehrt.
• Nun wird die Betriebsweise der Matrix aus Figur 5 beschrieben.
• Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird davon ausgegangen, daß die Kapazität der Lesediode gegenüber der des Phototransistors vernachlässigbar ist. Sollte dies nicht zutreffen, dann wären die Zahlenwerte der Potentiale und Veränderungen der Potentiale, die im Verlauf der Beschreibung angegeben sind, zu modifizieren, aber das Betriebsprinzip bliebe dasselbe.
• Es sei davon ausgegangen, daß die an die Spalten angeschlossene Leseschaltung das Potential der Spaltenleiter auf einem Bezugswert Null hält.
• Figur 6 zeigt Zeitdiagramme, die den Betrieb erläutern. Die Veränderungen des an den Zeilenleiter Li angelegten Potentials VL sind mit durchgezogenen Strichen dargestellt.
• Die Veränderungen des Potentials VA am Knoten A sind in unterbrochenen Linien dargestellt.
• Der periodische Betriebszyklus dauert zwischen einem Zeitpunkt t0 und einem Zeitpunkt t'0.
• Zu Beginn, d.h. unmittelbar nach dem Zeitpunkt t0, also unmittelbar nachdem das Potential des Zeilenleiters einer ausgewählten Zeile auf seinen Ruhewert Vpo gebracht wurde, liegt folgender Ursprungszustand vor:
• - Das Potential VL auf dem Zeilenleiter Li befindet sich auf einem Ruhewert Vpo von beispielsweise -5 V. Dieser Wert wird so gewählt, daß der Phototransistor in Sperrichtung vorgespannt ist, selbst wenn das Potential des Knotens A nach Eintreffen von Photoladungen absinken sollte;
• - das Potential VA am Knoten A besitzt einen Wert Va0 von null oder nahe null, jedenfalls derart, daß die Lesediode nicht in Leitrichtung leitend wird;
• - das Potential des Spaltenleiters Cj ist ein Bezugspotential, das mit null angenommen wird.
• Es wird klar werden, daß die gleiche Situation auch am Ende des nun zu beschreibenden Lesezyklus vorliegt.
• Im Zeitpunkt t0 beginnt eine Ladungsintegrationsphase, die bis zum Zeitpunkt t1 dauert. Es sei bemerkt, daß diese Phase gleichzeitig mit dem Ende der vorhergehenden Phase beginnen kann oder in dem Zeitpunkt, in dem ein Lichtsignal angelegt wird (sofern der Lichteinfall nicht kontinuierlich ist). Es sei ebenfalls bemerkt, daß die Ladungsintegrationsphase entweder beendet wird, wenn das Lichtsignal endet (bei diskontinuierlicher Beleuchtung) oder mit dem Beginn der der Beleuchtungsphase folgenden Lesephase. In dem dargestellten Beispiel wurde die Beleuchtung als kontinuierlich angenommen. Die Akkumulierung von Ladungen auf dem Knoten A dauert also bis zum Zeitpunkt t1, in dem ein Leseimpuls angelegt wird.
• Der Lichteinfall erzeugt Ladungen, die sich im Konten A unter dem Einf luß des elektrischen Felds im Phototransistor PHT sammeln. Mit den gewählten Potentialpolaritäten und unter Berücksichtigung der Polarität der Photodiode werden die sich sammelnden Ladungen von Elektronen gebildet.
• Das Potential des Knotens A sinkt mit den eintreffenden Ladungen ab, d.h. mit einer Geschwindigkeit, die proportional zur Beleuchtungsstärke ist.
• Im Zeitpunkt t1 endet die Integrationsperiode und ein Leseimpuls wird an den ausgewählten Zeilenleiter angelegt, der des sen Potential von einem Ruhewert Vpo auf einen Wert Vpl bringt.
• Der Wert Vp1 wird so gewählt, daß der Phototransistor nicht in den direkten Leitbereich kommt, aber hinreichend nahe bei Null liegt, damit die Dynamik der Lichtmessung ausreichend groß ist. Diese Dynamik ist nämlich mit der Potentialdifferenz zwischen Vp1 und Vp0 verknüpft, und diese Differenz muß ausreichen. In der Praxis legt Vp1 praktisch bei 0 Volt und ist in jedem Fall niedriger als die Leitschwelle Vsdp des Phototransistors in Leitrichtung.
• Durch kapazitive Kopplung überträgt sich der Spannungsanstieg des Zeilenleiters auf den Knoten A. Der Phototransistor ist in Sperrichtung vorgespannt, und da seine Kapazität wesentlich größer als die der Lesediode ist, stellt sich am Knoten A im wesentlichen die Amplitude der Anstiegsflanke des Leseimpulses ein.
• Das Potential des Knotens A, das einen umso geringeren Wert Va hatte, je stärker das Lichtsignal während der Integrationsphase war, steigt plötzlich um einen Wert (Vp1 - Vp0) an. Der neue Wert ist Va1 = Va + Vp1 - Vp0.
• Das Potential des Knotens A lag unter 0 Volt und geht auf einen Wert über 0 Volt zum Zeitpunkt t1 über. Die Lesediode wird leitend und eine bestimmten Menge von Ladungen wird auf den Spaltenleiter abgeführt. Diese Ladungsmenge ist ein Maß für den Lichteinfall, dem die Photodiode von t0 bis t1 ausgesetzt war. Die Ladungsmenge wird von der Leseschaltung CL erfaßt und ausgewertet.
• Die so auf den Spaltenleiter übertragene Ladungsmenge ist umso geringer, je größer die Beleuchtungsstärke war, was einen Vorteil beim Auslesen von schwachen Lichtsignalen darstellt.
• Der Leseimpuls ist hinreichend lang, damit alle auf dem Knoten A vorliegenden Ladungen abgeführt werden können. Der Leseimpuls endet zum Zeitpunkt t2. Das Potential am Knoten A ist nun im wesentlichen gleich der Spannung Vsd, bei der die Lesediode in Leitrichtung leitend war. Die Lesediode kann also als in den Sperrzustand zurückgekehrt betrachtet werden.
• Das Ende des Leseimpulses ist eine Rückkehr des Potentials VL des Zeilenleiters auf den Wert Vp0. Diese Rückkehr führt aufgrund der kapazitiven Kopplung über den Phototransistor zu einem plötzlichen Abfall des Potentials am Knoten A, der von etwa Vsd auf Vsd - Vp1 + Vp0 übergeht.
• Zum Zeitpunkt t3 wird der Remanenzlöschimpuls angelegt. Man könnte den Zeitraum von t2 nach t3 zwischen dem Ende des Leseimpulses und dem Beginn des Remanenzlöschimpulses auf Null verringern. Man kann jedoch auch ein Zeitintervall t2 - t3 beibehalten, während dem Leseimpulse an andere Zeilen der Matrix angelegt werden. Das Potential VL des Zeilenleiters gelangt während dieses Intervalls provisorisch auf den Ruhewert Vp0.
• Der Remanenzlöschimpuls besteht darin, daß das Potential VL des Zeilenleiters auf einen solchen Wert Vp2 gebracht wird, daß das Potential des Knotens A durch kapazitive Kopplung auf einen hinreichend niedrigen Wert absinkt, daß nicht nur die Lesediode, sondern auch der Phototransistor in den sperrseitigen Leitbereich gelangen.
• Da der Phototransistor eine wesentlich größere Kapazität als die Lesediode besitzt, wird auch hier die Potentialveränderung Vp2 - Vp0 praktisch ganz auf den Knoten A übertragen.
• Um im einzelnen die Potentialveränderungen während dieser Remanenzlöschphase des Phototransistors zu erläutern, wird sowohl auf Figur 6 (Zeitdiagramm der Potentiale des Zeilenleiters und des Knotens A) und auf Figur 7 Bezug genommen, die in einem bestimmten Zeitpunkt der Remanenzlöschung zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 die Potentiale und Ströme in der Lesediode und dem Phototransistor zeigt.
• Zum Zeitpunkt t3 geht das Potential des Knotens A auf den Wert Vsp - Vp1 + Vp0 + Vp2 - Vp0, d.h. auf den Wert Vsd + Vp2 - Vp1 über.
• Dieser Wert ist deutlich negativ und absolut größer als die Leitschwelle Vsi der Lesediode in Sperrichtung. Die Diode wird leitend und möchte an ihren Klemmen einen Spannungsabfall von etwa Vsi bilden. Da aber das Spaltenpotential auf 0 Volt festgehalten wird, steigt das Potential des Knotens A vom Wert Vsd + Vp2 - Vp1 bis zum Wert Vsi an (siehe den unterbrochenen Kurvenbereich 30 in Figur 6).
• Während dieser Zeit bleibt das Zeilenpotential auf Vp2. Der Spannungsabstand zwischen dem Potential des Knotens A und dem Potential des Zeilenleiters nimmt somit rasch zu. Zum Zeitpunkt t'3 läßt sich feststellen, daß dieser Abstand den Wert Vsip erreicht, der die Leitschwelle des Phototransistors in Sperrichtung bildet, während die Lesediode immer noch deutlich in Sperrichtung leitend ist.
• Dies ist, bezieht man sich auf Figur 6, möglich, wenn man das Potential Vp2 des Remanenzlöschimpulses größer in Absolutwerten als die Summe der Leitschwellen des Phototransistors und der Diode in Sperrichtung (Vsi + Vsip) gewählt hat.
• Der Phototransistor wird dann in Sperrichtung leitend und möchte zwischen seinen Klemmen eine Spannung Vsip oder in Absolutwerten geringfügig größer als Vsip bilden. Anstatt daß das Potential A weiter in Richtung des Werts Vsi tendiert (unterbrochene Kurve 35, die sich ergäbe, wenn der Phototransistor nicht leitend würde), stabilisiert sich daher dieses Potential auf einem Wert, der absolut geringfügig kleiner als Vp2 - Vsip ist (Kurvenbereich 40 in Figur 6).
• Während der Phase entsprechend der Kurve 40 sind die Diode und der Phototransistor beide in Sperrichtung leitend. Da diese Elemente in Serie geschaltet sind, werden sie tendenziell von einem gleichen Strom durchflossen. Daher wurden in Figur 7 die Strom-Spannungs-Kennlinien dieser beiden Elemente dargestellt, wobei das Bezugspotential
• - für die Diode das Potential Null des Spaltenleiters ist, an den die Diode angeschlossen ist,
• - und für den Phototransistor das Potential Vp2 des Zeilenleiters ist, an den er angeschlossen ist.
• Genauer betrachtet zeigt Figur 7 den Strom durch den Phototransistor und die Lesediode abhängig vom Potential des Knotens A zwischen den Zeitpunkten t'3 und t4.
• Die Kennlinien schneiden sich in einem Arbeitspunkt F, für den die Ströme in der Diode und im Phototransistor gleich sind.
• Das Potential des Knotens A bleibt dann im wesentlichen auf diesem Arbeitspunkt F bis zum Ende des Remanenzlöschimpulses. Wie man leicht in Figur 6 und Figur 7 erkennt, liegt das Potential Vaf dieses Arbeitspunkts zwischen Vsi und Vt2 - Vsi.
• Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung sorgt man dafür, daß das Potential Vaf dieses Punkts sehr nahe bei Vt2 - Vsip liegt, indem man das Potential Vp2 ausreichend nahe bei Vsi + Vsip festlegt.
• Da der Phototransistor vom Zeitpunkt t'3 bis zum Zeitpunkt t4 (Ende des Löschimpulses) leitet, fließt ein Elektronenstrom in dessen Basis und beseitigt durch Rekombination die Löcher, die die Quelle der Remanenz sind. Die Wahl des Potentials Vp2 auf einem Wert nahe bei Vsi + Vsip erlaubt es, den vorübergehenden Dunkelstrom, der auf die Remanenzlöschung folgt, sehr klein zu halten. Natürlich muß das Zeitintervall t'3 - t4 (und damit auch t3 - t4) ausreichend lang sein, damit die Rekombination der in der Basis gespeicherten Ladungsträger erfolgen kann.
• Der Zyklus setzt sich dann vorzugsweise fort, indem zum Zeitpunkt t4 ein Pegelrücksetzimpuls angelegt wird, dessen Vorzeichen dem des Löschimpulses entgegengesetzt ist und dessen Amplitude ausreicht, um das Potential des Knotens A über den Wert Null anzuheben. Dies läßt die Lesediode leitend werden, diesmal in Leitrichtung, und bringt das Potential des Knotens A auf einen Wert in der Größenordnung von Vsd.
• Schließlich endet der Pegelrücksetzimpuls zum Zeitpunkt t5 durch Rückkehr des Potentials des Zeilenleiters VL auf dessen ursprünglichen Ruhewert Vp0. Während dieser Rückkehr muß der Knoten A auch mittels kapazitiver Kopplung auf seinen Ursprungswert Va0 zurückkehren. Dies bedeutet, daß die Amplitude des letzten Potentialsprungs von VL nach Vp0 den Wert Va0 - Vsd haben muß. Dies heißt also auch, daß der Spannungspegel Vp3 des Pegelrücksetzimpulses so gewählt werden muß, daß gilt: Vp0 - Vp3 = Va0 - Vsd.
• Um die Lesediode wirksam in den direkten Leitbereich während des Nullrücksetzimpulses zu bringen, muß außerdem der Spannungssprung Vp3 - Vp2 durch kapazitive Kopplung das Potential des Knotens A über die Schwelle Vsd anheben. Das Potential des Knotens A ist aber am Ende des Remanenzlöschimpulses gleich Vaf (und liegt zwischen Vsi und Vp2 - Vsip).
• Es ist also notwendig, daß Vp3 - Vp2 größer als Vsd - Vaf.
• Diese verschiedenen Bedingungen erlauben es, die verschiedenen Potentialwerte des Zeilenleiters korrekt zu wählen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Das Potential Vp2 wird so festgelegt, daß die Lage des Punktes F (Figur 7), d.h. des Potentials Vaf, so optimiert wird, daß sich ein möglichst guter Kompromiß zwischen der Remanenzlöschung und der Verringerung des auf die Löschung folgenden Dunkelstroms ergibt.
• Ein neuer Integrationszyklus beginnt zum Zeitpunkt t'0, wenn die Matrix erneut ein Lichtsignal empfängt. Der Zeitpunkt t'0 kann mit dem Zeitpunkt t5 zusammenfallen. Er fällt obligatorisch mit dem Zeitpunkt t5 zusammen, wenn der Signallichteinfall kontinuierlich ist.
• In dem Zyklus aus Integration, Lesen, Löschen der Remanenz und Pegelrücksetzung ist zu berücksichtigen, daß es notwendig ist, die lichtempfindlichen Punkte der anderen Zeilen der Matrix zu lesen, zu löschen und pegelmäßig zurückzusetzen. Man kann beispielsweise vorsehen, daß der Zeitraum zwischen t2 (Ende des Lesens) und t3 (Remanenzlöschung) ausreichend lang ist, um Leseimpulse nacheinander an alle Zeilen der Matrix anzulegen. Die Remanenzlöschimpulse und Pegelrücksetzimpulse können dann gleichzeitig an alle Zeilen der Matrix angelegt werden.
• Man könnte aber auch andere Lösungen wie z.B. ein Lesen, Remanenzlöschen und Pegelrücksetzen für eine Zeile, dann ein Lesen, Remanenzlöschen und Pegelrücksetzen für eine nächste Zeile usw. in Betracht ziehen.

Claims (11)

1. Photoelektrisches Detektorverfahren, bei dem man als Detektorelement einen bipolaren Phototransistor (PHT) mit frei schwebender Basis verwendet, der zwischen eine erste Elektrode (Li) und einen frei schwebenden Knoten (A) zur Ladungsspeicherung eingefügt ist, mit einem Schaltelement (DL), das zwischen den frei schwebenden Knoten und eine zweite Elektrode (Cj) eingefügt ist, wobei das Verfahren eine Detektorphase, in der der Phototransistor (PHT) so vorgespannt ist, daß er nicht leitet, und in der der frei schwebende Knoten (A) im Phototransistor erzeugte photoelektrische Ladungen speichert, und eine Lesephase enthält, in der man das Schaltelement (DL) leitend macht und die gespeicherten Ladungen abführt, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Lesephase eine Remanenzlöschphase folgt, die darin besteht, den Phototransistor (PHT) leitend zu machen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phototransistor während der Remanenzlöschphase leitend gemacht wird, indem ein Impuls hoher Spannung (V2, V3) zwischen Kollektor (22) und Emitter (14) angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsimpuls (V2) in Leitrichtung gepolt ist und Ladungen vom Emitter (14) zur Basis (18) injiziert.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsimpuls (V3) in Sperrichtung gepolt ist und Ladungen vom Kollektor (22) zur Basis (18) injiziert, wobei die Vorspannung ausreichend hoch ist, um den Phototransistor in Sperrichtung (Vsip) bis jenseits einer Leitschwelle zu bringen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung (V3) in Sperrichtung während der Remanenzlöschphase in der Nähe der Leitschwelle (Vsip) des Phototransistors in Sperrichtung liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Phototransistor aus amorphem Silizium besteht und fünf übereinanderliegende Schichten vom Typ NIPIN (14, 16, 18, 20, 22) oder PINIP besitzt.

7. Remanenzlöschverfahren für eine lichtempfindliche Matrix, deren einzelne lichtempfindliche Punkte (Pij) je einen bipolaren Phototransistor (PHT) mit frei schwebender Basis als Photodetektorelement sowie eine Lesediode (DL) besitzen, die in Reihe und in gleicher Leitrichtung mit dem Phototransistor zwischen einem Zeilenleiter (Li) und einem Spaltenleiter (Cj) der Matrix angeschlossen ist, wobei die Lesediode und der Phototransistor in Sperrichtung leitend gesteuert werden können und das Verfahren folgende Phasen aufweist:

- man legt zuerst einen Ruhespannungspegel (Vp0) an den Zeilenleiter während einer Ladungsintegrationsphase aufgrund des Lichteinfalls, derart, daß der Phototransistor (PHT) in Sperrichtung vorgespannt ist und die Lesediode (DL) nicht in Leitrichtung leitend ist,

- dann legt man einen Spannungsimpuls (Vp1), Leseimpuls genannt, eines ersten Vorzeichens bezüglich eines Ruhepegels und einer kleineren Amplitude als die Leitschwelle (Vsdp) des Phototransistors in Leitrichtung an, so daß die Lesediode leitend wird und eine Photoladungsmenge zum Spaltenleiter (Cj) abfließt,

- dann legt man einen Spannungsimpuls (Vp2) entgegengesetzten Vorzeichens, Remanenzlöschimpuls genannt, an, um nicht nur die Lesediode, sondern auch den Phototransistor in den Leitzustand in Sperrichtung zu steuern, wobei die Potentialdifferenz zwischen dem Pegel dieses Impulses und dem Potential des Spaltenleiters in Absolutwerten größer als die Summe der Leitschwellen (Vsip + Vsi) des Phototransistors und der Lesediode in Sperrichtung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz zwischen dem Pegel des Löschimpulses (Vp2) und dem Potential des Spaltenleiters in der Nähe der Summe der Leitschwellen (Vsi + Vsip) der Lesediode (DL) und des Phototransistors (PHT) in Sperrichtung liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Remanenzlöschimpuls (Vp2) ein Pegelrücksetzimpuls (Vp3) folgt, dessen Amplitude ausreicht, um die Lesediode (DL) wieder in den Leitbereich in Leitrichtung zu bringen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseimpulse (Vp1) nacheinander an die verschiedenen Zeilen (Li) der Matrix angelegt werden und daß die Remanenzlöschimpulse (Vp2) gleichzeitig an alle Zeilen (Li) angelegt werden, wobei ein Zeitintervall (t2 - t3) zwischen dem Ende des Leseimpulses und dem Beginn des Remanenzlöschimpulses vorgesehen ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesediode (DL) als Transistor mit frei schwebender Basis vom Typ NIPIN (14, 16, 18, 20, 22) oder PINIP ausgebildet ist.