RU2032993C1

RU2032993C1 - Photodetector of ir range

Info

Publication number: RU2032993C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Борщев; Юрий Емельянович Гордиенко; Александр Петрович Клочко; Алексей Иванович Черепков
Original assignee: Харьковский государственный технический университет радиоэлектроники
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: photosensitive devices. SUBSTANCE: photodetector has metal electrodes 1 and 2, dielectric layer 3, photosensitive layer 4, substrate 5 transparent to infrared radiation. EFFECT: increased reliability and sensitivity of photodetector.

Description

Изобретение относится к полупроводниковой технике, конкретно к технике фоточувствительных приборов, и может быть использовано при проектировании фотоприемных устройств для преобразования изображения в дальней ИК-области (8-14 мкм) спектра электромагнитного излучения в электрический сигнал. The invention relates to semiconductor technology, specifically to the technique of photosensitive devices, and can be used in the design of photodetector devices for converting images in the far infrared region (8-14 microns) of the spectrum of electromagnetic radiation into an electrical signal.

Известны многоэлементные фотоприемные устройства, в которых в качестве фоточувствительных элементов используются МДП-структуры приборов с зарядовой связью (ПЗС), а в качестве коммутатора регистры сдвига на основе ПЗС. Multielement photodetector devices are known in which MOS structures of charge-coupled devices (CCDs) are used as photosensitive elements, and shift registers based on CCDs are used as a switch.

Недостатками таких устройств являются:
1. Высокие требования к технологии изготовления затворов ПЗС-структур. Например, для получения перекрытия потенциальных ям, что необходимо для обеспечения малых потерь переноса заряда, ширина зазора между электродами должна быть не более нескольких микрон. Но даже в узких зазорах профиль потенциала может меняться при изменении величины электростатического заряда на внешней поверхности окисла в зазорах, что может привести к значительному ухудшению и непостоянству эффективности переноса и, следовательно, к потере информации. Кроме того, необходимость в узких зазорах, которые меньше стандартного минимума (5-7) мкм, определяемого фотолитографией, приводит к значительному уменьшению выхода годных приборов, так как дефекты фотошаблонов или фотоэмульсии, частицы пыли размером всего лишь в несколько микрон могут замкнуть накоротко смежные электроды и вывести прибор из строя.The disadvantages of such devices are:
1. High requirements for the manufacturing technology of CCD gate valves. For example, in order to obtain overlapping of potential wells, which is necessary to ensure small losses of charge transfer, the gap width between the electrodes should be no more than a few microns. But even in narrow gaps, the potential profile can change with a change in the value of the electrostatic charge on the outer surface of the oxide in the gaps, which can lead to a significant deterioration and inconstancy of the transfer efficiency and, consequently, to loss of information. In addition, the need for narrow gaps that are less than the standard minimum (5-7) μm, determined by photolithography, leads to a significant decrease in the yield of suitable devices, since defects in photo masks or photo emulsions, dust particles with a size of only a few microns can short-circuit adjacent electrodes and disable the device.

2. Невозможность использования фоточувствительных МДП-структур ПЗС на основе узкозонных полупроводников (КРТ, СОТ) в диапазоне длин волн 8-14 мкм. Этот недостаток обусловлен наличием в инверсном слое интенсивных туннельных электронных переходов валентная зона зона проводимости, которые наблюдаются в полупроводниках с узкой запрещенной зоной уже при малых потенциалах на металлическом электроде МДП-структуры. Вследствие этого к накопительной емкости можно прикладывать только малый потенциал, поэтому максимальный заряд, который может быть накоплен в потенциальной яме под электродом, тоже мал. Таким образом, в диапазоне длин волн 8-14 мкм не глубокие потенциальные ямы будут быстро заполняться носителями, генерированными интенсивным фоном, и время накопления сигнала будет недопустимо малым. 2. The inability to use the photosensitive MIS structures of CCDs based on narrow-gap semiconductors (MCT, COT) in the wavelength range of 8-14 microns. This drawback is due to the presence of intense tunneling electron transitions in the inverse layer, the valence band conduction band, which is observed in semiconductors with a narrow band gap even at low potentials on the metal electrode of the MIS structure. As a result, only a small potential can be applied to the storage capacitance, therefore, the maximum charge that can be accumulated in the potential well under the electrode is also small. Thus, in the wavelength range of 8-14 μm, shallow potential wells will quickly fill up with carriers generated by an intense background, and the signal accumulation time will be unacceptably small.

Известны фотоприемные устройства ИК-диапазона с внутренним интегрированием сигнала, представляющие собой линейку из фоточувствительного узкозонного полупроводника, как правило из теллурида кадмия и ртути (КРТ), с тремя омическими контактами, два из которых обеспечивают постоянный нагрузочный ток, а третий контакт потенциометрический, с которого происходит съем сигнала. Known infrared photodetectors with internal signal integration, which is a line of a photosensitive narrow-gap semiconductor, usually cadmium and mercury telluride (SRT), with three ohmic contacts, two of which provide a constant load current, and the third contact is potentiometric, from which signal pickup occurs.

Недостатками этих устройств являются следующие:
1. Необходимость использования механического сканирования изображения вдоль фоточувствительной линейки.The disadvantages of these devices are as follows:
1. The need to use mechanical scanning of the image along the photosensitive ruler.

2. Трудность обеспечения такой скорости сканирования, которая должна быть равна скорости дрейфа носителей в материале полупроводника фоточувствительной линейки. 2. The difficulty of ensuring such a scanning speed that should be equal to the drift velocity of the carriers in the material of the semiconductor photosensitive line.

3. Необходимость омического контактирования фоточувствительного полупроводника типа КРТ с другими элементами конструкции, что приводит к деградации фоточувствительных свойств полупроводника в области контакта, в результате чего линейки КРТ имеют неравномерную фоточувствительность по длине. 3. The need for ohmic contact of a photosensitive SRT-type semiconductor with other structural elements, which leads to degradation of the photosensitive properties of the semiconductor in the contact area, as a result of which the lines of the SRT have an uneven photosensitivity in length.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многоэлементное приемное устройство, в котором в качестве фоточувстви- тельных элементов используются фоторезисторы, подключаемые в заданной последовательности ко входу избирательного усилия при помощи аналогового коммутатора, причем резонансная частота избирательного усилителя равна частоте пространственной модуляции потока ИК-излучения. Closest to the technical nature of the present invention is a multi-element receiving device, in which photosensitive elements are used photoresistors connected in a predetermined sequence to the input of the selective force using an analog switch, the resonant frequency of the selective amplifier being equal to the frequency of the spatial modulation of the infrared radiation flux .

Недостатками этого устройства являются:
1. Сложность технологического процесса выполнения омических контактов к каждому фоточувствительному элементу фоторезистору, на основе КРТ, что приводит к уменьшению выхода годных приборов и низкой их надежности.The disadvantages of this device are:
1. The complexity of the process of making ohmic contacts to each photosensitive element of a photoresistor based on SRT, which leads to a decrease in the yield of suitable devices and their low reliability.

2. Низкая чувствительность, т.е. малое относительное изменение выходного сигнала фотоэлектрического преобразователя при воздействии на него модулированного потока ИК-излучения. Относительное изменение выходного сигнала (чувствительность) такого фотопреобразователя при его питании от генератора постоянного тока определяется выражением
S_пост=

(1) где S_пост. чувствительность фотопреобразователя на постоянное токе;
R_ф темное сопротивление фоторезистора;
Δ R_ф приращение сопротивления фоторезистора при его освещении;
U_o, Δ U_ф падение напряжения на неосвещенном и приращение падения напряжения на освещенном фоторезисторе соответственно.2. Low sensitivity, i.e. a small relative change in the output signal of the photoelectric converter when exposed to a modulated stream of infrared radiation. The relative change in the output signal (sensitivity) of such a photoconverter when it is powered by a DC generator is determined by the expression
S _post =

(1) where S _post. sensitivity of the direct current photoconverter;
R _{f the} dark resistance of the photoresistor;
Δ R _{f the} increment of the resistance of the photoresistor when it is lit;
U _o , Δ U _f the voltage drop across the unlit and the increment of the voltage drop across the illuminated photoresistor, respectively.

Поскольку обычно Δ R_ф ≈ (10^-4 10^-6) R_ф, то и

10^-410^-6
Целью настоящего изобретения является повышение надежности и чувствительности фотоприемных устройств ИК-диапазона на основе узкозонных полупроводников, предназначенных для работы в диапазоне длин волн 8-14 мкм.Since usually Δ R _f ≈ (10 ^-4 10 ^-6 ) R _f , then

10 ^-4 10 ^-6
The aim of the present invention is to increase the reliability and sensitivity of infrared photodetectors based on narrow-gap semiconductors designed to operate in the wavelength range of 8-14 microns.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоприемное устройство ИК-диапазона, содержащее фоточувствительные ячейки, поэлементно соединенные со входами аналогового коммутатора, и избирательный усилитель, введены буферный усилитель, катушка индуктивности, генератор переменного тока высокой частоты, конвертор отрицательного сопротивления, синхронный детектор, а фоточувствительные ячейки выполнены как гибридные структуры вида конденсатор-фоторезистор-конденсатор, причем первые емкостные электроды гибридных структур соединены с общим проводом, вторые емкостные электроды каждой из гибридных структур поэлементно соединены со входами аналогового коммутатора, выход которого подключен к выходам генератора переменного тока высокой частоты и конвертора отрицательного сопротивления, ко входу буферного усилителя, к первому выводу катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с общим проводом, а выход буферного усилителя соединен со входом синхронного детектора, выход которого соединен со входом избирательного усилителя. This goal is achieved by the fact that a buffer amplifier, an inductor, a high-frequency alternator, a negative resistance converter, a synchronous detector, and photosensitive sensors are introduced into the infrared photodetector, which contains photosensitive cells element-wise connected to the inputs of an analog switch, and a selective amplifier the cells are made as hybrid structures of the type capacitor-photoresistor-capacitor, and the first capacitive electrodes of the hybrid structures are connected to common m wire, the second capacitive electrodes of each of the hybrid structures are element-wise connected to the inputs of the analog switch, the output of which is connected to the outputs of the high-frequency alternator and negative converter, to the input of the buffer amplifier, to the first output of the inductor, the second output of which is connected to the common wire and the output of the buffer amplifier is connected to the input of the synchronous detector, the output of which is connected to the input of the selective amplifier.

В результате сравнения данного технического решения с существующим уровнем техники вышеуказанная совокупность признаков, позволяющая повысить надежность и чувствительность фотоприемных устройств ИК-диапазона, заявителем не выявлена, следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями. As a result of comparing this technical solution with the existing level of technology, the above set of features, which allows to increase the reliability and sensitivity of infrared photodetectors, was not identified by the applicant, therefore, the proposed technical solution has significant differences.

На фиг. 1 представлен эскиз многоэлементного фоточувствительного преобразователя (вид сверху); на фиг.2 поперечное сечение фоточувствительной ячейки; на фиг.3 эквивалентная схема фоточувствительной ячейки; на фиг.4 функциональная схема фотоприемного устройства ИК-диапазона. In FIG. 1 shows a sketch of a multi-element photosensitive transducer (top view); figure 2 is a cross section of a photosensitive cell; figure 3 is an equivalent diagram of a photosensitive cell; figure 4 is a functional diagram of a photodetector infrared range.

Многоэлементный фоточувствительный преобразователь, выполненный, например, в виде линейки (фиг.1, фиг.2), состоит из пар металлических электродов 1 и 2 (по одной паре на каждую фоточувствительную ячейку), слоя диэлектрика 3, фоточувствительного слоя 4, изготовленного из узкозонного полупроводника, например из КРТ; подложки 5, прозрачной для излучения ИК-диапазона, изготовленной, например, из теллурида кадмия. Из фиг.1 и фиг.2 видно, что каждая из фоточувствительных ячеек является гибридной структурой вида конденсатор-фоторезистор-конденсатор и может быть представлена эквивалентной электрической схемой (фиг.3), где С₁ емкость между электродом 1 и фоточувствительным слоем 4; С₂ емкость между электродом 2 и фоточувствительным слоем 4; R_ф фоторезистор, образованный тем участком фоточувствительного слоя 4, в котором будет протекать ток между электродами 1 и 2, если к ним приложить переменное напряжение. При этом воздействие пространственно-модулированного потока ИК-излучения, падающего со стороны подложки 5 на фоточувствительную ячейку, выражается в изменении сопротивления того участка фоточувствительного слоя 4, который расположен под парой электродов 1 и 2 данной ячейки, так как ток, протекающий от электрода 1 к электроду 2, сконцентрирован под этими электродами, а расстояние между парами электродов соседних фоточувствительных ячеек в продольном направлении (фиг.1) выбирается таким, чтобы исключалась емкостная связь между ними за счет краевого эффекта. Расчетное значение этого расстояния составляет 10-15 мкм при размерах электродов 1 и 2 90 х 90 мкм². Расстояние между электродами 1 и 2 выбирается исходя из стандартного минимума (5-7 мкм), определяемого фотолитографией. Таким образом, в описанной конструкции многоэлементного фоточувствительного преобразователя достигается пространственное разделение соседних ячеек несмотря на то, что фоточувствительный слой 4 выполнен сплошным, а не разделенным механически на отдельные для каждой ячейки участки, причем нет необходимости в омическом контактировании фоточувствительного слоя 4 из КРТ, поскольку используется емкостное контактирование посредством емкостной связи этого слоя с электродами 1 и 2. Подключение фоточувствительных ячеек к остальной части фотоприемного устройства может быть выполнено, например, известным методом "перевернутого" монтажа с использованием индиевых столбиков.A multi-element photosensitive transducer, made, for example, in the form of a ruler (Fig. 1, Fig. 2), consists of pairs of metal electrodes 1 and 2 (one pair for each photosensitive cell), a dielectric layer 3, a photosensitive layer 4 made of narrow-gap semiconductor, for example from SRT; substrate 5, transparent to infrared radiation, made, for example, of cadmium telluride. Figure 1 and figure 2 shows that each of the photosensitive cells is a hybrid structure of the form of a capacitor-photoresistor-capacitor and can be represented by an equivalent electrical circuit (figure 3), where C _{1 the} capacitance between the electrode 1 and the photosensitive layer 4; C ₂ capacitance between the electrode 2 and the photosensitive layer 4; R _{f the} photoresistor formed by that portion of the photosensitive layer 4, in which current will flow between the electrodes 1 and 2, if an alternating voltage is applied to them. In this case, the effect of the spatially modulated flux of infrared radiation incident from the side of the substrate 5 on the photosensitive cell is expressed in a change in the resistance of that portion of the photosensitive layer 4, which is located under the pair of electrodes 1 and 2 of this cell, since the current flowing from the electrode 1 to electrode 2, is concentrated under these electrodes, and the distance between the pairs of electrodes of adjacent photosensitive cells in the longitudinal direction (Fig. 1) is selected so that capacitive coupling between them is excluded due to heavens effect. The calculated value of this distance is 10-15 microns with electrode sizes 1 and 2 90 x 90 microns ² . The distance between the electrodes 1 and 2 is selected based on the standard minimum (5-7 microns), determined by photolithography. Thus, in the described construction of the multi-element photosensitive transducer, spatial separation of neighboring cells is achieved despite the fact that the photosensitive layer 4 is solid and not mechanically separated into sections separate for each cell, and there is no need for ohmic contacting the photosensitive layer 4 from the CMT, since it is used capacitive contacting by capacitive coupling of this layer with electrodes 1 and 2. Connecting the photosensitive cells to the rest of the phot the receiver can be accomplished, for example, a known method "inverted" editing using indium bumps.

Функциональная схема фотоприемного устройства ИК-диапазона (фиг.4) состоит из многоэлементного фоточувствительного преобразователя 6, каждая ячейка которого представлена своей эквивалентной электрической схемой, аналогового коммутатора 7, катушки индуктивности 8, генератора тока высокой частоты 9, конвертора отрицательного сопротивления 10, буферного усилителя 11, синхронного детектора 12, избирательного усилителя 13. The functional diagram of the infrared photodetector (Fig. 4) consists of a multi-element photosensitive transducer 6, each cell of which is represented by its equivalent electrical circuit, an analog switch 7, an inductor 8, a high-frequency current generator 9, a negative resistance converter 10, a buffer amplifier 11 , synchronous detector 12, selective amplifier 13.

Фотоприемное устройство ИК-диапазона работает следующим образом. Каждая из фоточувствительных ячеек многоэлементного фоточувствительного преобразователя 6 емкостным электродом 1 подключена к общему проводу, а емкостным электродом 2 через один из замкнутых ключей аналогового коммутатора 7 к катушке индуктивности 8. При этом образуется параллельный колебательный контур, элементами которого является катушка индуктивности 8, одна из фоточувствительных ячеек преобразователя 6 и входная (выходная) емкость блоков, подключенных к катушке индуктивности 8. Значения емкости и индуктивности этого контура подбираются так, чтобы его резонансная частота была равна частоте колебаний генератора тока 9. Добротность параллельного колебательного контура и напряжение на нем зависят от потерь активной мощности на элементах контура, в том числе и на фоторезисторе R_ф фоточувствительной ячейки преобразователя 6. Следовательно, воздействие пространственно-модулированного потока ИК-излучения, вызывающее изменение сопротив- ления фоторезистора R_ф выбранной фоточувствительной ячейки преобразователя 6, приводит к амплитудной модуляции ВЧ напряжения на колебательном контуре, причем глубина модуляции (амплитуда огибающей ВЧ напряжения) пропорциональна интенсивности потока ИК-излучения, а частота модулирующего сигнала равна частоте пространственной модуляции потока ИК-излучения. Напряжение, снимаемое с колебательного контура, через буферный усилитель 11 поступает на детектор 12, детектируется и усиливается избирательным усилителем 13, резонансная частота которого равна частоте пространственной модуляции потока ИК-излучения. Выходной сигнал избирательного усилителя 13 пропорционален интенсивности потока ИК-излучения, падающего на выбранную фоточувствительную ячейку преобразователя 6, и может быть использован для дальнейшей обработки. Аналогичным образом производится опрос остальных фоточувствительных ячеек преобразователя 6, выбираемых при помощи аналогового коммутатора 7 в заданной последовательности.IR photodetector operates as follows. Each of the photosensitive cells of the multi-element photosensitive transducer 6 is connected by a capacitive electrode 1 to a common wire, and a capacitive electrode 2 through one of the closed keys of an analog switch 7 to an inductor 8. A parallel oscillatory circuit is formed, the elements of which are an inductor 8, one of the photosensitive cells of the converter 6 and the input (output) capacity of the blocks connected to the inductor 8. The capacitance and inductance of this ayutsya so that its resonance frequency equals the frequency of the current oscillator 9. The quality factor of the parallel oscillating circuit and the voltage across it depends on the active power losses in circuit elements, including at photoresisto R _f photosensitive converter cell 6. Therefore, the effect of space- modulated beam of infrared radiation, causes a change in the resistance of the photoresistor Lenia R _f selected photosensitive converter 6 cells results in amplitude modulation of the RF voltage to count the oscillatory circuit, wherein the depth of modulation (amplitude envelope of the RF voltage) proportional to the flow of infrared radiation intensity, and frequency of the modulating signal is equal to the spatial frequency flux IR modulation. The voltage taken from the oscillatory circuit through the buffer amplifier 11 is supplied to the detector 12, detected and amplified by a selective amplifier 13, the resonant frequency of which is equal to the frequency of the spatial modulation of the infrared radiation flux. The output signal of the selective amplifier 13 is proportional to the intensity of the infrared radiation flux incident on the selected photosensitive cell of the transducer 6, and can be used for further processing. In a similar manner, the rest of the photosensitive cells of the transducer 6 are selected, selected using the analog switch 7 in a given sequence.

Приведенное рассмотрение работы фотоприемного устройства ИК-диапазона велось без учета влияния конвертора отрицательного сопротивления 10, предназначенного для компенсации потерь активной мощности на элементах параллельного колебательного контура. При учете этого влияния относительное изменение выходного напряжения контура (чувствительность) при воздействии пространственно-модулированного потока ИК-излучения определяется выражением
S_вч=

(2) где S_вч чувствительность фотопреобразователя при ВЧ питании;
R_ф, Δ R_ф, U_o, Δ U_ф обозначения, аналогичные соответствующим обозначениям в (1);
R_пот1 cопротивление потерь контура, обусловленное переходным сопротивлением ключа коммутатора, активным сопротивлением катушки индуктивности 8 и т.п.The above consideration of the operation of the infrared photodetector was carried out without taking into account the influence of the negative resistance converter 10, which is designed to compensate for active power losses on elements of a parallel oscillatory circuit. When this effect is taken into account, the relative change in the output voltage of the circuit (sensitivity) under the influence of a spatially modulated infrared radiation flux is determined by the expression
S _rf =

(2) where S _HF sensitivity photoconverter when RF power;
R _f , Δ R _f , U _o , Δ U _f designations similar to the corresponding designations in (1);
R _pot1 is the loss resistance of the circuit due to the transition resistance of the switch key, the active resistance of the inductor 8, etc.

R_отр. отрицательное активное сопротивление, вносимое в контур конвертором 10;
L индуктивность контурной катушки 8;
С суммарная емкость контура;
К коэффициент включения фоточувствительной ячейки в контур;
ω круговая частота колебаний генератора тока 9, питающего контур.R _neg . negative resistance introduced into the circuit by the converter 10;
L inductance of the loop coil 8;
With the total capacity of the circuit;
To the coefficient of inclusion of the photosensitive cell in the circuit;
ω the circular oscillation frequency of the current generator 9, which feeds the circuit.

Из выражения (2) следует, что соответствующий выбор величины R_отр, вносимого в контур, позволяет полностью компенсировать потери в контуре, обусловленные наличием сопротивления R_пот. Дальнейшее увеличение R_отр. приводит к компенсации потерь, обусловленных фоторезистором R_ф, что эквивалентно уменьшению его сопротивления. При некотором значении R_отр. будет выполняться условие
[R_пот. + R_ф ( ω²LCK)^-1 R_отр.]
R_ф/n > R_кр., (3) где n коэффициент уменьшения сопротивления;
R_кр. критическое (наименьшее) сопротивление потерь контура, при котором система "колебательный контур конвертор отрицательного сопротивления" переходит из устойчивого режима в режим генерации.From the expression (2) it follows that the appropriate choice of the value of R _OT introduced into the circuit, allows you to fully compensate for losses in the circuit due to the presence of resistance R _sweat . Further increase in R _neg. leads to compensation for losses caused by the photoresistor R _f , which is equivalent to a decrease in its resistance. At a certain value of R _neg. the condition will be satisfied
[R _sweat. + R _f (ω ² LCK) ^-1 R _neg. ]
R _f / n> R _cr. , (3) where n is the coefficient of decrease in resistance;
R _cr critical (least) loop loss resistance, at which the "oscillating circuit converter negative resistance" system switches from a stable mode to a generation mode.

Подставив условие (3) в выражение (2), получим выражение для чувствительности предлагаемого фотопреобразователя при ВЧ питании, соответствующее устойчивому режиму работы
S

=

(4) Разделив (4) на (1), получим:

n т.е. чувствительность фотопреобразователя предлагаемого устройства в n раз больше по сравнению с прототипом.Substituting condition (3) into expression (2), we obtain an expression for the sensitivity of the proposed photoconverter with RF power, corresponding to a stable mode of operation
S

=

(4) Dividing (4) by (1), we obtain:

n i.e. the sensitivity of the photoconverter of the proposed device is n times greater compared to the prototype.

В результате экспериментальных исследований было установлено, что в пределах устойчивого режима работы предлагаемого устройства можно получить увеличение чувствительности в 5-10 раз по сравнению с чувствительностью фоторезисторного преобразователя при его питании от генератора постоянного тока (т.е. по сравнению с прототипом). As a result of experimental studies, it was found that within the stable operating mode of the proposed device, it is possible to obtain an increase in sensitivity by a factor of 5-10 compared with the sensitivity of a photoresistor converter when it is powered by a direct current generator (i.e., compared with the prototype).

Кроме повышения чувствительности предлагаемое устройство позволяет повысить отношение сигнал/шум, так как компенсация потерь колебательного контура, в состав которого входит фоточувствительная ячейка преобразователя 6, приводит к сужению полосы пропускания этого контура, в результате чего снижается уровень шума за счет подавления составляющих его частотного спектра, лежащих вне полосы пропускания колебательного контура. In addition to increasing the sensitivity, the proposed device allows to increase the signal-to-noise ratio, since the compensation of the losses of the oscillatory circuit, which includes the photosensitive cell of the transducer 6, leads to a narrowing of the bandwidth of this circuit, which reduces the noise level by suppressing the components of its frequency spectrum, lying outside the bandwidth of the oscillatory circuit.

Таким образом, из приведенного описания следует, что при изготовлении многоэлементного фоточувствительного преобразователя нет необходимости в выполнении узких зазоров между металлическими электродами, которые меньше стандартного минимума, определяемого фотолитографией, не требуется выполнения омических контактов к фоточувствительному слою, что позволяет упростить технологический процесс изготовления предлагаемых преобразователей, повысить их надежность и увеличить выход годных приборов. Использование конвертора отрицательного сопротивления в предлагаемом фотоприемном устройстве ИК-диапазона позволяет повысить его чувствительность и увеличить отношение сигнал/шум. Thus, from the above description it follows that in the manufacture of a multi-element photosensitive transducer, there is no need to make narrow gaps between metal electrodes that are less than the standard minimum determined by photolithography, no ohmic contacts to the photosensitive layer are required, which simplifies the manufacturing process of the proposed converters, increase their reliability and increase the yield of suitable devices. The use of a negative resistance converter in the proposed infrared photodetector device can increase its sensitivity and increase the signal-to-noise ratio.

Данная совокупность свойств предлагаемого устройства определяет его преимущества по сравнению с прототипом и позволяет повысить надежность и чувствительность фотоприемных устройств ИК-диапазона. This set of properties of the proposed device determines its advantages compared to the prototype and can improve the reliability and sensitivity of infrared photodetectors.

Claims

PHOTO RECEIVER OF IR-RANGE, containing photosensitive cells, element-wise connected to the inputs of an analog switch, and a selective amplifier, characterized in that, in order to increase reliability and sensitivity, a buffer amplifier, an inductor, a high-frequency alternator, and a negative resistance converter are introduced, a synchronous detector, and photosensitive cells are made in the form of hybrid structures such as a capacitor, a photoconductive resistor, and the first capacitive electrodes are flexible These structures are connected to a common wire, the second capacitive electrodes of each of the hybrid structures are connected elementwise to the inputs of an analog switch, the output of which is connected to the outputs of a high frequency alternating current generator and a negative resistance converter, to the input of a buffer amplifier, to the first output of the inductance coil, the second output of which connected to a common wire, and the output of the buffer amplifier is connected to the input of the synchronous detector, the output of which is connected to the input of the selective amplifier.