SU758252A1 - Photoelectric converter - Google Patents

Photoelectric converter Download PDF

Info

Publication number
SU758252A1
SU758252A1 SU752180004A SU2180004A SU758252A1 SU 758252 A1 SU758252 A1 SU 758252A1 SU 752180004 A SU752180004 A SU 752180004A SU 2180004 A SU2180004 A SU 2180004A SU 758252 A1 SU758252 A1 SU 758252A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phototransistors
cell
current
junction
devices
Prior art date
Application number
SU752180004A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Valerij A Berezkin
Evgenij B Volodin
Gennadij S Rychkov
Original Assignee
Valerij A Berezkin
Evgenij B Volodin
Gennadij S Rychkov
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valerij A Berezkin, Evgenij B Volodin, Gennadij S Rychkov filed Critical Valerij A Berezkin
Priority to SU752180004A priority Critical patent/SU758252A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU758252A1 publication Critical patent/SU758252A1/en

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в быстродействующих системах обработки оптической информаций, в частности в голографических запоминающих устройствах.The invention relates to optoelectronics and can be used in high-speed optical information processing systems, in particular in holographic storage devices.

Известны фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи на фотодиодах [Ί 3 и ^23.Known photoelectric semiconductor converters on photodiodes [Ί 3 and ^ 23.

Известен также фотоэлектрический полупроводниковый преобразователь, 1 Also known photoelectric semiconductor converter, 1

который представляет собой интегральную матрицу с ячейками, имеющими один двухэмиттёрный фототранзистор. Однотипные эмиттеры фототранзисторов ячеек соединены взаимно перпендикулярными шинами Сз ].which is an integral matrix with cells having one two-emitter phototransistor. Single-type emitters of phototransistors of cells are connected by mutually perpendicular tires C3].

Недостатком известногофотопреобразователя является длительный переходный процесс при переключении слабых световых сигналов (бойее 1 мкс). В результате этого на высоких частотах устройство не позволяет реализовать фоточувствительность выше ΙΟ*·4- 10*:2Дж/элемент.The disadvantage of the known transducer is a long transient process when switching weak light signals (more than 1 μs). As a result, at high frequencies, the device does not allow photosensitivity to be higher than ΙΟ * · 4 - 10 * : 2 J / element.

На фоточувствительность влияют по- мехи от сигналов управления и темповые токи утечки, которые зависят от температуры, удваиваясь при увеличении ее на 10°С. Таким образом, недостатками указанного фотопреобраэоватёля являются низкое быстродействие, низкая пороговая фоточувствительность и узкий температурный диапазон.Photosensitivity is influenced by interference from control signals and leakage tempo currents, which depend on temperature, doubling as it increases by 10 ° C. Thus, the disadvantages of this photoreconverter are low speed, low threshold photosensitivity and a narrow temperature range.

Современные системы обработки > . оптической информации требуют высокой чувствительности фотопреобразователя 10'14- Ю'^Дж на элемент при быстродействии 10ε Гц в широком температурном диапазоне (от -60 до +80вС).Modern processing systems>. optical information require a high sensitivity of the photoconverter 10 '14 - U ^ J at an element ε at 10 Hz speed in a wide temperature range (from -60 to +80 in C).

Цель изобретения - увеличение быстродействия, пороговой фоточувствительностй и расширение температурного диапазона, Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом полупроводниковом преобразователе, содержащем матрицу фоточувствительных ячеек, выполненных на приборе, имеющем р-п-перехёд, каждую ячейку дополняют втОрым идентичным прибором, имеющим светонепроницаемое покрытие и подключают параллельно к р-η-переходам приборов ячейку генератора тока, а каждый из приборов -'к"входам дифференциального усилителя;The purpose of the invention is to increase the speed, the threshold photosensitivity and the expansion of the temperature range. The goal is achieved by the fact that in a photoelectric semiconductor converter containing a matrix of photosensitive cells made on a device with a pn-junction, each cell is supplemented with a second identical device having a light-proof coating and connect in parallel to the p-η-junction of the devices of the cell generator of the current, and each of the devices -'k "inputs of the differential amplifier;

10ten

3535

4040

4545

5050

5555

Генератор тока создает оптимальный режим фотопреобразователя, благодаря чещу его быстродействие увеличивается на 3-4 порядка. При этом, однако, пороговая чувствительность фотопрёобразователя/ ухудшается изза возросших темповых токов. В общем случае чувствительность ограничивается помехами от сигналов управления, темповыми токами утечки через ρ-В-переходы и темповыми токами, вызванными генератором тока. Применение в каждой ячейке двух одинаковых полупроводниковых приборов с затемнением одного из них и подключением выходов к дифференциальному усилителю позволяет скомпенсировать все указанные помехи, сохранив быстродействие . Помехй , связанные с изменением температуры, также компенсиру- ·. ются, так как приборы ячейки одинаковы и находятся в одинаковых усло; виях, ’’The current generator creates an optimal mode of the photovoltaic converter, thanks to its scum its speed increases by 3-4 orders. At the same time, however, the threshold sensitivity of the phototransducer / deteriorates due to the increased tempo currents. In the general case, the sensitivity is limited by interference from the control signals, tempo leakage currents through ρ-B junctions and tempo currents caused by the current generator. The use of two identical semiconductor devices in each cell with dimming one of them and connecting the outputs to a differential amplifier allows you to compensate for all of these interferences, while maintaining speed. Interference associated with temperature changes, also compensate- ·. are, because the devices of the cell are the same and are in the same condition; viyah, ’’

На фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого фотоэлектрического преобразователя,’ на фиг.2 ?. конструкция одного из вариантов устройства.Figure 1 presents the electrical circuit of the proposed photovoltaic converter, ’in figure 2? design of one of the device options.

Фотоэлектрический преобразователь содержит матрицу фоточувствительных ячеек ί, состоящих йз двух одинаковых фоточувствительных полупроводниковых приборов, например фототранэисторов 2 и 3. Свет воздействует на фототранзистор 2 ячейки, а фототранзйстор 3 -защищен светонепроницаемым покрытием. Фототранзисторы ячейки двухэмиттерные, П-р-п-типа с общим коллектором 4. Сигналы управления подаютсй на их базы 5 через емкость 6 р-η-перехода, образованного базой и эмиттером 7. Эмиттеры 8 фототранзисторов 2 ячеек, принадлежащих определенному столбцу, ' подсоединены к одному входу дифференциального усилителя 9, а эмиттеры 8 приборов 3 этих же ячеек - к ч второму входу усилителя 9. В качестве генератора тока, обеспечивающего рабочий режим больших токов р-η-переходов (следовательно режим малых постоянных времени),в каждом приборе используется транзистор р-п-р-типа, образованный Подложкой 10 (эмиттер), эпйтаксиальным слоем коллектора 4 (база) и базой 5 п-р-п-транзистора (коллектор) . Устройство имеет генератор 11The photoelectric converter contains a matrix of photosensitive cells ί consisting of two identical photosensitive semiconductor devices, such as phototransistors 2 and 3. Light affects phototransistor 2 cells, and the phototransistor 3 is protected by a light-proof coating. The phototransistors of the cell are two-emitter, Pn-type with a common collector 4. Control signals are fed to their base 5 through a capacitance of 6 p-η-junction formed by the base and emitter 7. The emitters of 8 phototransistors of 2 cells belonging to a specific column are 'connected to one input of the differential amplifier 9, and 8 devices emitters 3 of the same cell - h to the second input of the amplifier 9. as a current generator providing current operating mode of large-η-p junctions (hence mode small time constant) is used in each device trance A p-p-type resistor formed by Substrate 10 (emitter), an epitaxial layer of a collector 4 (base) and a base 5 of a pn-transistor (collector). The device has a generator 11

3 7э3 7e

импульсов считывания и двё источни-;^ ка питания, обеспечивающих функционирование фототранзисторов и генераторов тока.readout pulses and two power supplies; they provide power for the operation of phototransistors and current generators.

Оба фототранзистора каждой ячейки работают в динамическом режиме с накоплением заряда. Сигналы управления от генератора 11 импульсов, поступают на базы 5 фототранзисторов через барьерные емкости 6 эмиттерных переходов 7. Они обеспечивают зарядку барьерных емкостей 6 фототранзисторов, которые в паузе между импульсами управления разряжаются фототоком, темповым Фоком утечек и генератором тока. Очевидно, сигналы помех й темповые токи,' являющиеся одинаковыми у рядом расположенных фототранззсторов интегральной схемы, компенсируются на дифференциальном усилителе, и на выходе усилителя реализуется сигнал, Дро252 4Both phototransistors of each cell operate dynamically with charge accumulation. The control signals from the generator 11 pulses arrive at the base of 5 phototransistors through the barrier capacitances of 6 emitter junctions 7. They provide charging of the barrier capacitances of 6 phototransistors, which in the pause between control pulses are discharged by the photocurrent, the tempo Fock leakage and the current generator. Obviously, the noise signals, the tempo currents, 'which are the same for the adjacent phototransmitters of the integrated circuit, are compensated at the differential amplifier, and the signal, Dro252 4, is realized at the output of the amplifier

порпионяльный освещенности. Генераторы тока разряжают частично барьерные емкости 6 и тем самым обеспечивают выведение фототранзис5 торов при импульсном опросе в режим больших токов, соответствующий малым постоянным времени. Генерато. ры тока могут разряжать- емкости 6 либо постоянным (фиг.2), либо ИМТГ'porpion illumination. The current generators discharge partially the barrier capacitances 6 and thereby ensure the removal of phototransistors during impulse polling into the mode of high currents corresponding to small time constants. Generato. current тока current can discharge the capacitance 6 or constant (figure 2), or IMTG '

О пульсным током в паузах между импульсами генератора 11 опроса, обеспечивая величину заряда дырок, И 4-10 раз превосходящую величину'максимального заряда фототока.About the pulse current in the pauses between the pulses of the generator 11 of the survey, providing the value of the charge of holes, And 4-10 times greater than the value of the maximum charge of the photocurrent.

5 Предлагаемый фотопреобразователь обеспечивает высокую пороговую5 The proposed photoconverter provides a high threshold.

и светочувствительность (10"1410'1? Дж/элемент), широкий темпера' турный диапазон (от -60 до +8θ“θ) и θ высокое быстродействие (10_8с), что расширяет область его применения поand photosensitivity (10 " 14 10 ' 1? J / element), a wide temperature range (from -60 to + 8θ“ θ) and θ high speed (10 _8 s), which expands the area of its application by

'сравнению с "известным.'compared with' famous.

* V ' · '* V '·'

four"

Claims (1)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий матрицу фоточувствительных ячеек, каждая из которых выполнена на приборе, имеющем р-п-переход, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, пороговой фоточувствйтельности и расширения температурного диапазона, каждая ячейка снабжена вторым идентичным прибором, имеющим светонепроницаемое покрытие и в' каждом приборе параллельно р-п-переходу включен генератор Тока, а выходы приборов соединены с входами дифференциального усилителя.A photoelectric semiconductor inverter containing a matrix of photosensitive cells, each of which is made on a device having a pn-junction, characterized in that, in order to increase speed, the threshold photosensitivity and the expansion of the temperature range, each cell is equipped with a second device that has a single device. and in each device, a Current generator is switched on parallel to the p-junction, and the outputs of the devices are connected to the inputs of a differential amplifier. | ё Фиг, /Fig, / 758252758252
SU752180004A 1975-10-09 1975-10-09 Photoelectric converter SU758252A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752180004A SU758252A1 (en) 1975-10-09 1975-10-09 Photoelectric converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752180004A SU758252A1 (en) 1975-10-09 1975-10-09 Photoelectric converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU758252A1 true SU758252A1 (en) 1980-08-23

Family

ID=20634188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752180004A SU758252A1 (en) 1975-10-09 1975-10-09 Photoelectric converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU758252A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6157035A (en) Spatially modulated detector for radiation
US4835595A (en) Optical interconnections for integrated circuits
US4638109A (en) Sun light electricity generator
US3390273A (en) Electronic shutter with gating and storage features
EP0287228A3 (en) Photoresponsive array
SU758252A1 (en) Photoelectric converter
ES2132711T3 (en) TRICOLOR SENSOR.
US4585934A (en) Self-calibration technique for charge-coupled device imagers
US4183034A (en) Pin photodiode and integrated circuit including same
SU822291A1 (en) Photoelectric converter
EP0877426A1 (en) A spatially-modulated detector for radiation
KR930701836A (en) Photon excited variable capacitance effect device
TW202141062A (en) Light detection apparatus
JPH0388367A (en) Solid-state image pickup device
JPS6454758A (en) Semiconductor integrated circuit device
SU790315A1 (en) Optronic change-over switch
Borsuk et al. Photosensor array for integrated optical spectrum analyzer systems
US5486858A (en) Method and circuit for a noise-reduced processing of periodical optical signals
SU366446A1 (en) CONVERTER OF THE DISTRIBUTION OF THE INTENSITY OF LIGHT DURING THE TEMPORARY SEQUENCE OF ELECTRICAL SIGNALS
SU1429047A1 (en) Method of determining frequency characteristics of photodetecting device with avalanche photodiode
JPS63161680A (en) Semiconductor photodetector
US4827122A (en) Rotation angle detector
SU652829A1 (en) Semiconductor transformer
Johnson et al. Self‐detecting light‐emitting diode optical sensor
SU1532821A1 (en) Device for registering light flux