RU2616222C1 - Device for amplifying signal from matrix photodetector cell - Google Patents
Device for amplifying signal from matrix photodetector cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616222C1 RU2616222C1 RU2016102341A RU2016102341A RU2616222C1 RU 2616222 C1 RU2616222 C1 RU 2616222C1 RU 2016102341 A RU2016102341 A RU 2016102341A RU 2016102341 A RU2016102341 A RU 2016102341A RU 2616222 C1 RU2616222 C1 RU 2616222C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photosensitive
- cell
- thin
- signal
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
Изобретение относится к области полупроводниковой, органической и гибридной оптоэлектроники и может быть использовано в системах обработки оптической информации.The invention relates to the field of semiconductor, organic and hybrid optoelectronics and can be used in optical information processing systems.
Известно устройство считывания и накопления сигналов с многоэлементных фотоприемников инфракрасного излучения (описание к патенту РФ №2498456 на изобретение, МПК: H01L 27/14), заключающееся в том, что ячейка считывания выполнена в составе интегрирующего усилителя, ячейки выборки и хранения, компаратора, триггера-защелки, логического элемента «И». Аналоговые элементы - интегрирующий усилитель, ячейка выборки и хранения, компаратор последовательно соединены в указанном порядке относительно одного из входов каждого аналоговыми шинами. Интегрирующий усилитель соединен с фотоприемником.A device for reading and storing signals from multi-element infrared photodetectors (description of the patent of the Russian Federation No. 2498456 for the invention, IPC: H01L 27/14), which consists in the fact that the read cell is made up of an integrating amplifier, a sample and storage cell, a comparator, a trigger - latches, logical element "AND". Analog elements - an integrating amplifier, a sampling and storage cell, a comparator are connected in series in the indicated order relative to one of the inputs of each with analog buses. The integrating amplifier is connected to a photodetector.
К недостаткам этого устройства относится то, что устройство считывания и накопления сигналов изготавливается на непрозрачной в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне кремниевой подложке, затем осуществляется гибридная сборка фоточувствительной матрицы и устройства считывания и накопления сигнала (мультиплексора), т.е., устройство выполнено не монолитным, и, кроме того, конструкция устройства такова, что в качестве светочувствительного элемента не могут использоваться органические фоточувствительные слои.The disadvantages of this device include the fact that the device for reading and storing signals is made on a silicon substrate opaque in the visible and near infrared range, then a hybrid assembly of the photosensitive matrix and the device for reading and storing the signal (multiplexer) is performed, i.e., the device is not monolithic , and, in addition, the design of the device is such that organic photosensitive layers cannot be used as the photosensitive element.
Известно устройство усиления сигналов от фотоприемника (описание к патенту США №7935917 В2 на изобретение, МПК: Н01L 27/14 и G05D 25/02), заключающееся в том, что в состав фотодетектирующего устройства входит модуль, усиливающий сигнал, имеющий электрический контакт с фоточувствительным транзистором. Модуль способен отсекать темновой (фоновый) ток и усиливать сигнальный ток. Второй модуль, усиливающий сигнал, имеет электрический контакт с первым модулем и способен детектировать постоянную составляющую сигнального тока.A device for amplifying signals from a photodetector (description of US patent No. 7935917 B2 for invention, IPC: H01L 27/14 and G05D 25/02), which consists in the fact that the photodetecting device includes a module that amplifies a signal that has electrical contact with a photosensitive transistor. The module is able to cut off the dark (background) current and amplify the signal current. The second module, amplifying the signal, has electrical contact with the first module and is capable of detecting a constant component of the signal current.
К недостаткам этого устройства относится то, что фоточувствительное устройство является фототранзистором, а не фотодиодом или фотосопротивлением, оно сложнее в исполнении, что не позволяет использовать в качестве светочувствительного элемента органические фоточувствительные слои.The disadvantages of this device include the fact that the photosensitive device is a phototransistor, and not a photodiode or photo resistance, it is more difficult to perform, which does not allow using organic photosensitive layers as a photosensitive element.
В качестве ближайшего аналога взято устройство усиления сигналов фотоприемника (описание к патенту РФ №2296303 на изобретение, МПК: G01J 1/44)), заключающееся в том, что фотоприемное устройство включает фотодиод, один вывод которого соединен с источником питания фотодиода, а второй - с сопротивлением нагрузки и входом предварительного усилителя.As the closest analogue, we took a photodetector signal amplification device (description of RF patent No. 2296303 for the invention, IPC: G01J 1/44)), which means that the photodetector includes a photodiode, one output of which is connected to the photodiode power source, and the second - with load resistance and pre-amplifier input.
Недостатком данного устройства является то, что отсутствует возможность усиливать сигналы с ячеек органических фотоприемников, выполненных в линейчатом или матричном исполнении. Причиной этого является не монолитность исполнения схемы усиления и фоточувствительных ячеек на прозрачной в детектируемом диапазоне подложке.The disadvantage of this device is that it is not possible to amplify signals from cells of organic photodetectors made in a linear or matrix design. The reason for this is not the monolithic design of the amplification circuit and photosensitive cells on a substrate that is transparent in the detected range.
Техническим результатом изобретения является реализация возможности монолитного изготовления линеек и матриц органических фотоприемников в варианте с активным усилением малого заряда и тока фотопроводимости, что позволит усилить сигнал от ячейки фотоприемника, а также избежать гибридной сборки.The technical result of the invention is the realization of the possibility of monolithic manufacturing of rulers and matrices of organic photodetectors in the embodiment with active amplification of a small charge and photoconductivity current, which will enhance the signal from the cell of the photodetector, as well as avoid hybrid assembly.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для усиления сигнала от ячейки матричного фотоприемника фоточувствительная ячейка и усилитель, выполненный как тонкопленочный полевой транзистор, изготовлены монолитно на одной подложке прозрачной в диапазоне детектируемого излучения, а именно на подложку прозрачную в диапазоне детектируемого излучения последовательно нанесены буферный диэлектрический слой, который одновременно представляет собой просветляющее покрытие в требуемом диапазоне чувствительности, на буферный диэлектрический слой последовательно нанесены прозрачный электрод, фоточувствительный органический слой и туннельно-тонкий электрод, блокирующий неосновные носители заряда, кроме того, параллельно вышеописанным слоям на буферном диэлектрическом слое, который одновременно представляет собой просветляющее покрытие в требуемом диапазоне чувствительности последовательно выполнены канал тонкопленочного полевого транзистора с подзатворным диэлектриком, а на поверхности туннельно-тонкого электрода, блокирующего неосновные носители заряда и подзатворного диэлектрика, выполнен электрод затвора, на котором расположен пассивирующий защитный диэлектрик.The technical result is achieved by the fact that in the device for amplifying the signal from the matrix photodetector cell, the photosensitive cell and amplifier, made as a thin-film field effect transistor, are made integrally on one transparent substrate in the range of detectable radiation, namely, a buffer dielectric is sequentially applied to a transparent substrate in the range of detectable radiation a layer that simultaneously represents an antireflection coating in the required sensitivity range, on a buffer d the electric layer is sequentially coated with a transparent electrode, a photosensitive organic layer and a tunnel-thin electrode blocking minority carriers, in addition, in parallel with the above layers, a thin-film field-effect transistor with a gate is sequentially made in the desired sensitivity range in parallel with the coating layer in the required sensitivity range dielectric, and on the surface of the tunnel-thin electrode that blocks minority carriers behind a row and a gate dielectric, a gate electrode is made on which a passivating protective dielectric is located.
Фоточувствительный органический слой выполнен из органических материалов на основе полиметиновых красителей.The photosensitive organic layer is made of organic materials based on polymethine dyes.
Подложка выполнена стеклянной или пластиковой.The substrate is made of glass or plastic.
Предлагаемое устройство для усиления сигнала от ячейки матричного фотоприемника за счет выполнения фоточувствительной ячейки и усилителя как тонкопленочного полевого транзистора монолитно на общей подложке прозрачной в диапазоне детектируемого излучения и выполнения в фоточувствительной ячейке фоточувствительного органического слоя обеспечивает возможность получения заявленного технического результата, а именно: реализация возможности монолитного изготовления линеек и матриц органических фотоприемников в варианте с усилением малого заряда и тока фотопроводимости, что позволит усилить сигнал от ячейки фотоприемника, а также избежать гибридной сборки.The proposed device for amplifying a signal from a cell of a matrix photodetector by performing a photosensitive cell and an amplifier as a thin-film field effect transistor monolithically on a common substrate transparent in the range of detectable radiation and performing a photosensitive organic layer in a photosensitive cell provides the possibility of obtaining the claimed technical result, namely: the implementation of the possibility of monolithic of manufacturing rulers and matrices of organic photodetectors in a variant with amplification small photoconductivity and charge current, which will amplify the signal from the photodetector cells, and also to avoid the hybrid assembly.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми фигурами.The essence of the invention is illustrated by the following description and the accompanying figures.
Фиг. 1 приведена структура фоточувствительной ячейки (ФЧЯ) с усилением.FIG. Figure 1 shows the structure of a photosensitive cell (PCF) with amplification.
Фиг. 2 приведена схема соединения ФЧЯ с усилением в линейку.FIG. 2 shows the connection diagram of the PCF with amplification in a line.
Фиг. 3 приведена схема активной линейки ФЧЯ, работающей в фотовольтаическом режиме.FIG. Figure 3 shows a diagram of the active line of the PCF operating in the photovoltaic mode.
Фиг. 4 приведена схема активной линейки ФЧЯ, работающей в фотодиодном режиме.FIG. Figure 4 shows a diagram of the active line of the PCF operating in the photodiode mode.
Фиг. 1 приведена структура фоточувствительной ячейки (ФЧЯ) с усилением, где 1 - подложка, которая выполнена стеклянной или пластиковой прозрачной в детектируемом диапазоне; 2 - буферный диэлектрический слой, который является просветляющим покрытием; 3 - прозрачный электрод; 4 - фоточувствительный органический слой; 5 - туннельно-тонкий электрод, блокирующий неосновные носители заряда; 6 - канал тонкопленочного полевого транзистора (ТПТ); 7 - подзатворный диэлектрик; 8 - электрод затвора; 9 - пассивирующий защитный диэлектрик.FIG. 1 shows the structure of a photosensitive cell (PCF) with amplification, where 1 is a substrate that is made of glass or plastic transparent in the detectable range; 2 - buffer dielectric layer, which is an antireflection coating; 3 - transparent electrode; 4 - photosensitive organic layer; 5 - tunnel-thin electrode blocking minority charge carriers; 6 - channel thin-film field effect transistor (TPT); 7 - gate dielectric; 8 - gate electrode; 9 - passivating protective dielectric.
Толщина подложки 1 определяется ее механической прочностью и составляет от 50 мкм до 5 мм. Толщина буферного слоя 2, который является просветляющим покрытием, определяется длиной волны регистрируемого светового сигнала и коэффициентом преломления материала, из которого он изготовлен, и составляет от 50 до 300 нм. Толщина прозрачного электрода 3 определяется оптимальным соотношением между поверхностным сопротивлением и коэффициентом пропускания и составляет от 50 до 300 нм. Толщина фоточувствительного органического слоя 4 определяется коэффициентом поглощения материала, из которого он сделан, а также длиной диффузии фотоиндуцированных зарядов и составляет от 10 до 1000 нм. Толщина туннельно-тонкого электрода, блокирующего неосновные носители заряда, 5 определяется шириной запрещенной зоны материала, из которого он сделан, и составляет от 1 до 30 нм. Толщина канала тонкопленочного полевого транзистора 6 определяется требуемой величиной тока в закрытом состоянии и составляет от 50 до 500 нм. Толщина подзатворного диэлектрика 7 определяется величиной рабочего напряжения и составляет от 20 до 500 нм. Толщина электрода затвора 8 определяется требуемой величиной сопротивления шин и составляет от 50 до 300 нм. Толщина пассивирующего защитного диэлектрика определяется материалом, из которого он сделан, и составляет от 50 до 200 нм.The thickness of the
Латеральные размеры ячейки определяются материалом фоточувствительного слоя и требуемым разрешением матрицы и составляют от 5 до 1000 мкм.The lateral dimensions of the cell are determined by the material of the photosensitive layer and the required resolution of the matrix and are from 5 to 1000 microns.
Устройство для усиления сигнала от ячейки матричного фотоприемника организовано следующим образом (фиг. 1).A device for amplifying a signal from a cell of a matrix photodetector is organized as follows (Fig. 1).
Подложка 1 выполнена стеклянной или пластиковой и является прозрачной в диапазоне детектируемого излучения, на нее нанесен буферный диэлектрический слой 2, который одновременно представляет собой просветляющее покрытие в требуемом диапазоне чувствительности. На буферный диэлектрический слой 2 последовательно нанесены прозрачный электрод 3, фоточувствительный органический слой 4 и туннельно-тонкий электрод, блокирующий неосновные носители заряда 5. На буферном диэлектрическом слое 2, который одновременно представляет собой просветляющее покрытие в требуемом диапазоне чувствительности, последовательно выполнены: канал тонкопленочного полевого транзистора 6 и подзатворный диэлектрик 7. На поверхности туннельно-тонкого электрода, блокирующего неосновные носители заряда - 5 и подзатворного диэлектрика – 7, последовательно выполнены электрод затвора 8 и пассивирующий защитный диэлектрик 9.The
Прозрачный электрод 3, фоточувствительный органический слой 4 и туннельно-тонкий электрод, блокирующий неосновные носители заряда 5, представляют собой рабочие слои органического фотодиода.The
На фиг. 2 представлена схема соединения ФЧЯ с усилителем в линейку, где 10 - фоточувствительная ячейка (ФЧЯ), 11 - затвор тонкопленочного полевого транзистора (ТПТ), 12 - сток (ТПТ), 13 - исток (ТПТ).In FIG. 2 shows the connection diagram of the PCF with the amplifier in a line, where 10 is the photosensitive cell (PCF), 11 is the gate of the thin-film field effect transistor (TPT), 12 is the drain (TPT), 13 is the source (TPT).
На фиг. 2 показана схема соединения отдельных ФЧЯ с усиливающим ТПТ в активную (усиливающею) линейку. Ток сток-исток (12-13 фиг. 2) каждого ТПТ элемента линейки создает на нагрузочных сопротивлениях (не показаны на фиг. 2) сигналы напряжения, которые считываются коммутирующим устройством, монолитно собранным на подложке, либо внешним коммутирующим устройством. Предложенные структура и схема соединения позволяют создать матрицу отдельных ФЧЯ 10 с усиливающим ТПТ.In FIG. Figure 2 shows the connection diagram of individual PSFs with amplifying TPT in the active (amplifying) line. The drain-source current (12-13 of Fig. 2) of each TPT of the line element generates voltage signals at the load resistances (not shown in Fig. 2) that are read by a switching device assembled integrally on a substrate or by an external switching device. The proposed structure and connection scheme make it possible to create a matrix of
Возможно два подхода для реализации устройства усиления сигналов от ФЧЯ 10. В первом на затвор 11 ТПТ подается дополнительное рабочее напряжение, такое, что крутизна ТПТ (отношение изменения тока исток-сток к изменению напряжения затвор-исток - S) в данной рабочей точке максимальна. Во втором параметры ТПТ подбираются такие, что его крутизна S максимальна при рабочем напряжении затвор-исток вблизи нуля, при этом нет необходимости прикладывать дополнительное рабочее напряжение на затвор 11 ТПТ.There are two possible approaches for implementing a signal amplification device from the PCF 10. In the first one, an additional operating voltage is applied to the
Предлагаемое устройство может быть решено в двух вариантах - n-канального и p-канального ТПТ.The proposed device can be solved in two versions - n-channel and p-channel TPT.
Рассмотрим работу устройства для усиления сигнала от ячейки на матричном фотоприемнике.Consider the operation of a device for amplifying a signal from a cell on an array photodetector.
Предложены две возможные схемы реализации линеек органических фотоприемников в варианте с активным усилением малого заряда (фиг. 3) и тока фотопроводимости (фиг. 4). На схемах показаны три первых фоточувствительных ячейки 10 линейки с усилителями на тонкопленочных полевых транзисторах (N-канальные МОП-транзисторы, N-MOS). Четвертый транзистор, или транзистор с номером K+1 для линейки из K активных ячеек - транзистор рабочей точки (ТРТ). ТРТ совместно с операционным усилителем (ОУ) служит для создания начального напряжения смещения для K усилительных транзисторов линейки (УТЛ). Данное смещение вырабатывается ТРТ. Величина начального тока ТРТ задается резистором Rset в цепи истока ТРТ. Смещение, соответствующее заданному току, передается через ОУ на объединенные истоки УТЛ. Таким образом, все УТЛ переводятся в активный режим со средними начальными токами, соответствующими установленному для ТРТ. Разброс характеристик УТЛ должен быть учтен при выборе тока ТРТ.Two possible schemes are proposed for realizing the lines of organic photodetectors in the embodiment with active amplification of a small charge (Fig. 3) and photoconductivity current (Fig. 4). The diagrams show the first three
Схема, предложенная на фиг. 3, работает в фотовольтаическом режиме. Прозрачный контактный слой линейки фотоприемников заземлен, и положительные заряды генерируются в нижнем контактном слое каждого пикселя, которые напрямую подключены к затворам соответствующих УТЛ. Сама органическая фоточувствительная ячейка (ОФЧЯ) представляет собой заряженный конденсатор с паразитной утечкой (показано пунктиром на схеме). Эта утечка позволяет в отсутствии засветки обнулять прежний потенциал ячейки и восстанавливать ее исходное «темновое» состояние. При экспозиции на элементе ячейки интегрируется заряд, и напряжение затвора УТЛ возрастает. Рост выходного тока УТЛ начинается с единиц мВ, поскольку транзистор принудительно смещен и начальный ток выставлен схемой ТРТ+ОУ. Генерируемое напряжение ОФЧЯ растет нелинейно, имеет логарифмическую зависимость и достигает насыщения при величинах 0,5…0,7 В. В свою очередь, зависимость тока стока от напряжения на затворе для МДП-транзисторов имеет экспоненциальный вид. Такое соотношение позволяет ожидать получения относительно линейной зависимости выходного сигнала от интегральной экспозиции в диапазоне 300…500 отн. ед. (50…55 дБ).The circuit proposed in FIG. 3, operates in photovoltaic mode. The transparent contact layer of the line of photodetectors is grounded, and positive charges are generated in the lower contact layer of each pixel, which are directly connected to the gates of the corresponding UTL. The organic photosensitive cell (OFPC) itself is a charged capacitor with spurious leakage (shown by a dotted line in the diagram). This leakage allows, in the absence of illumination, zeroing the previous cell potential and restoring its original “dark” state. During exposure, a charge is integrated on the cell element, and the gate voltage of the UTL increases. The increase in the output current of the CTL begins with units of mV, since the transistor is forcibly biased and the initial current is set by the TPT + OA circuit. The generated OFDM voltage grows nonlinearly, has a logarithmic dependence, and reaches saturation at values of 0.5 ... 0.7 V. In turn, the dependence of the drain current on the gate voltage for MIS transistors has an exponential form. This ratio allows us to expect a relatively linear dependence of the output signal on the integrated exposure in the range of 300 ... 500 rel. units (50 ... 55 dB).
Схема, предложенная на фиг. 4, работает в режиме фототока. Прозрачный контактный слой линейки ОФЧЯ также заземлен, на нижний слой ОФЧЯ подается отрицательное смещение через нагрузочные резисторы Rн. УТЛ также работают в начале участка активного усиления. В этом режиме возникший фототок преобразуется во входное управляющее напряжение УТЛ. Далее оно усиливается и выделяется на резисторе стока. В этой схеме следует ожидать заметной нелинейной зависимости выходного сигнала от фототока, а именно лавинного нарастания выходного тока при больших экспозициях и подавления начального участка слабых экспозиций. Ситуация может быть исправлена включением параллельно Rн диода в прямой полярности для ограничения лавины. Резисторы Rн, как и диоды, должны быть выполнены интегрально.The circuit proposed in FIG. 4, operates in photocurrent mode. The transparent contact layer of the OFPC line is also grounded, a negative bias is applied to the lower layer of the OFPC through the load resistors Rн. ATLs also work at the beginning of the active gain section. In this mode, the resulting photocurrent is converted to the input control voltage of the CTL. Then it is amplified and allocated on the drain resistor. In this scheme, one should expect a noticeable nonlinear dependence of the output signal on the photocurrent, namely, an avalanche increase in the output current at large exposures and suppression of the initial portion of weak exposures. The situation can be corrected by switching on a parallel Rn diode in direct polarity to limit the avalanche. Resistors Rн, like diodes, must be made integrally.
На фиг. 3 и 4 обозначены точки включения In переходных контактов в случае использования технологии механического сопряжения интегральной пластины активных элементов с прозрачной подложкой ОФЧЯ. Сигнал считывается с резисторов в стоках УТЛ параллельно при подключении к многоканальному аналого-цифровому преобразователю (АЦП) или последовательно при мультиплексировании входа одноканального быстрого АЦП. При построении линеек с числом пикселей более 64 полезно применять гибридный вариант, когда внутри группы пикселей по 32-64 элемента сигнал считывается последовательно синхронными мультиплексорами, выходы которых сопряжены с многоканальным (32-64 входа) АЦП. Так можно обеспечить оперативный опрос линейки из 1024-4096 пикселей.In FIG. Figures 3 and 4 indicate the In switching points of the transition contacts in the case of using the technology of mechanical conjugation of the integrated plate of the active elements with a transparent OFPC layer. The signal is read from resistors in the drains of the UTL in parallel when connected to a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) or sequentially when multiplexing the input of a single-channel fast ADC. When constructing rulers with the number of pixels more than 64, it is useful to use the hybrid version, when within a group of pixels of 32-64 elements the signal is read sequentially by synchronous multiplexers, the outputs of which are coupled to a multi-channel (32-64 input) ADC. So you can provide an operational survey of a line of 1024-4096 pixels.
Коэффициент усиления по напряжению можно оценить как SRset (в случае если сопротивление нагрузки Rset сравнимо с сопротивлением ТПТ в закрытом состоянии). По оценкам, если в качестве материала канала ТПТ использовать аморфный кремний a-Si:H, коэффициент усиления по напряжению может достигать одного порядка (в режиме близком к линейному), а в случае ТПТ на основе поликристаллического кремния коэффициент усиления по напряжению может достигать значений 20-30. Приведенные значения получены для случая использования органического фотодиода с насыщением фото-ЭДС порядка 0.5-0.7 В.The voltage gain can be estimated as SR set (if the load resistance R set is comparable to the resistance of the solid-state circuit in the closed state). According to estimates, if amorphous a-Si: H silicon is used as the material of the TFT channel, the voltage gain can reach the same order (in the near-linear mode), and in the case of polycrystalline silicon TFT, the voltage gain can reach 20 -thirty. The values given are obtained for the case of using an organic photodiode with photo-emf saturation of the order of 0.5-0.7 V.
Достижение технического результата подтверждается нижеследующими вариантами реализации предлагаемого изобретения.The achievement of the technical result is confirmed by the following embodiments of the invention.
Вариант 1.
При реализации устройства усиления фотосигнала в качестве фоточувствительной ячейки используют органический фотодиод, а в качестве материала для изготовления ТПТ используют аморфный кремний.When implementing a device for amplifying a photo signal, an organic photodiode is used as a photosensitive cell, and amorphous silicon is used as a material for the manufacture of TPT.
Вариант 2.
При реализации устройства усиления фотосигнала в качестве фоточувствительной ячейки используют органическое фотосопротивление, а в качестве материала для изготовления ТПТ используют аморфный кремний.When implementing a device for amplifying a photo signal, an organic photo resistance is used as a photosensitive cell, and amorphous silicon is used as a material for manufacturing TPT.
Вариант 3.
При реализации устройства усиления фотосигнала в качестве фоточувствительной ячейки используют органический фотодиод, а в качестве материала для изготовления ТПТ используют поликристаллический или монокристаллический кремний.When implementing a device for amplifying a photo signal, an organic photodiode is used as a photosensitive cell, and polycrystalline or single-crystal silicon is used as a material for the manufacture of TPT.
Вариант 4.
При реализации устройства усиления фотосигнала в качестве фоточувствительной ячейки используют органическое фотосопротивление, а в качестве материала для изготовления ТПТ используют поликристаллический или монокристаллический кремний.When implementing a device for amplifying a photo signal, an organic photo resistance is used as a photosensitive cell, and polycrystalline or monocrystalline silicon is used as a material for the manufacture of TPT.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016102341A RU2616222C1 (en) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Device for amplifying signal from matrix photodetector cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016102341A RU2616222C1 (en) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Device for amplifying signal from matrix photodetector cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2616222C1 true RU2616222C1 (en) | 2017-04-13 |
Family
ID=58642491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016102341A RU2616222C1 (en) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Device for amplifying signal from matrix photodetector cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616222C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002029823A2 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-11 | Innovative Technology Licensing, Llc | Compact ultra-low noise high-bandwidth pixel amplifier for single-photon readout of photodetectors |
US7135668B2 (en) * | 2003-07-16 | 2006-11-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus comprising reference electric power source having the same circuit structure as that of signal amplification means for amplifying a signal from photoelectric conversion element |
RU2296303C1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" | Photoreceiver |
US7935917B2 (en) * | 2005-10-07 | 2011-05-03 | Integrated Digital Technologies, Inc. | Photo detector device having multiple photosensitive transistors |
RU2498456C1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) | Reading device with time delay and accumulation of signals from multi-element infrared photodetectors |
-
2016
- 2016-01-26 RU RU2016102341A patent/RU2616222C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002029823A2 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-11 | Innovative Technology Licensing, Llc | Compact ultra-low noise high-bandwidth pixel amplifier for single-photon readout of photodetectors |
US7135668B2 (en) * | 2003-07-16 | 2006-11-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus comprising reference electric power source having the same circuit structure as that of signal amplification means for amplifying a signal from photoelectric conversion element |
US7935917B2 (en) * | 2005-10-07 | 2011-05-03 | Integrated Digital Technologies, Inc. | Photo detector device having multiple photosensitive transistors |
RU2296303C1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" | Photoreceiver |
RU2498456C1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) | Reading device with time delay and accumulation of signals from multi-element infrared photodetectors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4242695A (en) | Low dark current photo-semiconductor device | |
CN108981910B (en) | Photoelectric detection circuit and photoelectric detector | |
US9337234B2 (en) | Photoelectric converter, photoelectric converter array and imaging device | |
KR20140067560A (en) | Thin film transistor array substrate for digital x-ray detector | |
US9197220B2 (en) | Method for resetting photoelectric conversion device, and photoelectric conversion device | |
WO2019216242A1 (en) | Back-illuminated semiconductor light detecting device | |
CN113421942B (en) | Photodetection transistor, method for manufacturing the same, and photodetection method using the same | |
Ou et al. | Dual-Gate Photosensitive a-Si: H Thin-Film Transistor With a $\pi $-Shape Channel for Large-Area Imaging and Sensing | |
US9142579B2 (en) | Photoelectric conversion cell and array, reset circuit and electrical signal sense control circuit therefor | |
RU2616222C1 (en) | Device for amplifying signal from matrix photodetector cell | |
US6252215B1 (en) | Hybrid sensor pixel architecture with gate line and drive line synchronization | |
US6005238A (en) | Hybrid sensor pixel architecture with linearization circuit | |
US20210217799A1 (en) | Imaging Device | |
CN109031393B (en) | Photoelectric detection circuit and photoelectric detector | |
JPH0629567A (en) | Light-receiving circuit | |
JPH0856011A (en) | Photodetector, photodetector circuit and photodetector array | |
JPS61228667A (en) | Solid-state image pick-up device | |
WO2019001013A1 (en) | Pixel readout circuit, method for driving same, and image sensor | |
JP3246038B2 (en) | Photosensor and photosensor driving method | |
RU2043665C1 (en) | Photoreceiving integral memory cell | |
Vlaskovic et al. | PIN photodiode-based active pixel for a near-infrared imaging application in 0.35-μm CMOS | |
JPH0595131A (en) | Semiconductor photodetector | |
CN115642166A (en) | Photosensitive circuit structure and image sensor | |
RU2053577C1 (en) | Integral photo detector for comparison of optical signals | |
Sallin et al. | Silicon-on-Insulator technology for bioluminescence imaging and application to a switching photodetector |