Координатно-чувствительное устройство

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 H 01 1. 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3798626/25 (22) 08. 10. 84 (46) 07.01.92. Бюп ° 1 1 (72) В.В. Ракитин, А. Г. Сафонов, Б.И.Седунов и Ю.И, Тишин (53) 621. 382 (088. 8) (56) Патент С1ЧА 1I 3931463, кл. 178-7.1, 1976.

Секен К., Томпсет. М. Приборы с переносом заряда. М.: Мир, 1978, с. 283. (54)(57) КООРДИНАТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее матрицу .фотоприемников, выполненную в виде полупроводникрвой подложки, .на которой расположены три изолированных один от другого и от подложки слоя элек- . тродов, причем электрод в верхнем слое сплошной, а электроды в первом и втором слое взаимно перпендикулярны и под их пересечениями области подложки выполнены барьерными для неосновных носителей, два блока считывания, расположенные на первой и второй смежных сторонах указанной матрицы, и блок управления, о т л и -. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью его упрощения, электроды в первом . и втором слоях изолированы один от другого и по концам каждого из них выполнено по омическому контакту, а к электроду третьего слоя контакты выполнены no его краю напротив кон„„SU„„ А1 цон электродов перных двух слоев и электрически связаны с ними по третьей и четвертой сторонам матрицы, при этом блок управления выполнен в виде двух групп ключей, количество которых н каждой группе равно удвоенному числу злектродон первого и второго слоя, один из двух контактов каждого ключа первой группы соединен с соответствующим контактом второй группы и в таком виде подключен к контактам электрода третьего слоя, причем на первой стороне матрицы свободные контакты первой группы ключей подсоединены к ближайшим контактам к соответствующим электродам первых двух слоев> а второй группы ключей соединены вместе, на второй стороне матрицы свободные контакты ключей первой и второй группы соединены как свободные контакты ключей которой и первой группы соответственно на первой стороне, тогда как на третьей стороне, протиBoIIoJI0KHoA первой, каждый свободный контакт первой, группы ключей изолирован, второй группы подсоединен к шине, объединяющей свободные контакты ключей первой группы на,етвертой стороне матрицы, а каждый свободный контакт второй группы ключей на четвертой стороне изолирован, равных потенциалу электрода 4 над ними, и подаче минимального потенциала на электроды 2, что обеспечивает образование каналов для движения неосновных носителей между электродами 2.

Причем область обеднения углубляется по направлению к блоку 7 считывания, что, следовательно, обуславливает направление движения неосновных носителей к блоку считывания. При попадании светового пятна в поле матрицы происходит генерация электрон-дырочных пар, электроны двигаются к блоку

7 считывания и вызывают изменение потенциала и+-областей. Выбранная дешифратором строка соединяется через

ИЛП-транзистор с входом усилителя 10 и происходит считывание информации с данной строки. Перебор кодов на входах дешифраrора позволяет вывести информацию со всех строк, При этом другой дешифратор не работает.

Для считывания информации по столбцам ключи 9 замыкаются, что приводит к образованию каналов переноса заряда между электродами 3 к блоку 6 считывания. Таким образом фиксирует:ся информация о световом сигнале по

1двум координатами что позволяет опре- ° делить основной его параметр — коор.динаты центра тяжести..

Упрощение блока управления позволяет разместить его на одном кристалле с матрицей,. что по крайней мере в 3 раза сокращает габариты устройства, поскольку блок управления ПЭС выполняется на двух, отдельных кристаллах, размещаемых каждый в своем корпусе. Такое выполнение коордннатночувствительного устройства также позволяет снизить до 5 В его напряжение питания, что, как.минимум; в 2-3 pasa меньше напряжения питания ПЗС.

Это ведет к снижению в 4-10 pas потребляемой устройством мощности. Устройство может быть изготовлено по

NGO"технологии, например, на кремнии р-типа с концентрацией примеси

Ф -а

10 см, с использованием трех уровней поля кремния.

1 1263151

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в датчиках координат точечных иэображений.

Цель изобретения — упрощение координатно-чувствительного устройства.

На фиг.l. приведена структурная схема координатно-чувствительйого устройства; на фиг.2 — поперечный разрез вдоль одной из строк. 10

Устройство состоит иэ.кремниевой подложки 1, первого 2, второго 3, третьего 4 слоев поликремниевых электродов, причем электроды 2 и 3 взаимно перпендикулярны, а электрод 4— сплошной, слоев 5 окиси кремния, изолирующих электроды один от другого и от подложки, блоков 6 и 7 считывания, выполненных в виде дешифраторов на ИДП-транзисторах, первой 8 и вто- 20 рой 9 групп ключей, выполненных в виде МДП-транзисторов, и выходного усилителя 1О. При работе устройства возникает область обеднения с границей II. Транзистор, соединяющий выход выбранной дешифратором строки с входом усилителя 10, имеет исток 12.

Для обеспечения работоспособности устройства на шину, объединяющую сво бодные контакты ключей 8 на левой 30 стороне устройства и ключей 9 на верхчей, подается относительно подложки .положительное напряжение, при= водящее к образованию области обеднения на поверхности подложки, например V + 3 В. На шины, объединяющие свободные электроды ключей 8 на правой стороне и ключей 9 на нижней стороне, также подаются положительные напряжения Vz u Vq большие Ч . Ч " "eO

V = + 1О В. При считывании инфор-, мации по строкам ключи 8 замыкаются, т.е. на затворы ключевых транзисторов подается положительное напряжение, а ключи 9 размыкаются, для чего ц на их затворы подается нулевое напря-. жение; Это приводит к появлению разности потенциалов между левой и правой сторонами электрода 4, поддержанию потенциалов на электродах 3, I

1 2 )31 5!

Редактор Л.Волкова

Заказ 787

Тираж Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Засад

Техред О.Сопко Корректор И.Муска