алів ІК зображень. Існують три області для їх застосування: ущільнення за допомогою ПЗЗ інформації, що знімається з ІЧ приймача; організація тимчасової затримки та інтегрування знімається інформації; безпосередня реєстрація ІК сигналів за допомогою ПЗЗ, сформовані на напівпровідниках з вузькою забороненою зоною.
Входи матриці ПЗС, використовуваної для ущільнення інформації, через ємнісні зв'язку з'єднуються з виходами приймачів ІЧ випромінювання (рис.22). У кожному ПЗС-елементі утворюється зарядовий пакет, пропорційний вихідному напрузі відповідного приймача. Потім картина зарядів сканується (передається) на вихід. Застосування ПЗЗ в цьому випадку дозволяє здійснювати ущільнення інформації всередині самого дьюара (використовуваного для охолоджування ІК приймачів), що призводить до зменшення кількості висновків з дьюара і до мінімізації теплової навантаження. З цим методом застосування пов'язані дві проблеми: перехресні перешкоди між каналами, зумовлені втратами зарядів при перенесенні, і шуми, виникають при інжекції в ПЗС зарядів.
При використанні ПЗС для отримання тимчасової затримки та інтегрування сигналів кожен ПЗС-елемент з'єднується з відповідним ІК приймачем. ІК зображення переміщається щодо матриці приймачів з деякою швидкістю і кожен елемент зображення послідовно проходить всі приймачі відповідного шпальти матриці (рис.23). Перенесення зарядових пакетів уздовж ланцюжка ПЗС-елементів здійснюється з такою ж швидкістю. У результаті час інтегрування зображення збільшується в k разів, де k-кількість елементів у стовпці (рівне числу рядків в матриці ІК приймачів). br/>В
Рис.22. Використання ПЗС для ущільнення і передачі на вихід інформації, що знімається з ІК приймачів:
1 - ІК приймачі; 2 - буферні елементи; 3 - ПЗС
В
Рис.23. Використання ПЗС для тимчасової затримки та інтегрування знімається з ІК приймачів інформації:
1 - ІК приймачі; 2 - буферні елементи; 3 - ПЗС. Напрями, а також швидкості переміщення ІК зображення (4) і передачі зарядів вздовж ПЗС (5) збігаються.
Якщо матриця містить r таких стовпців, то загальна кількість з'єднань між матрицею приймачів і ПЗС складає kr. Надійне виготовлення великого числа внутрісхемних сполук є складною технологічною задачею при створенні подібних систем.
У третьому варіанті, названому ІК ПЗС, самі ПЗС використовуються для реєстрації та формування сигналів ІК зображень. У цьому випадку організація матриці така ж, як у світлочутливих ПЗС. Основні проблеми ІК ПЗС наступні. Для сприйняття ІК випромінювання необхідні вузькозонних напівпровідники, ширина забороненої зони яких (визначальна положення максимуму поглинання) відповідає вікнам атмосферної прозорості для ІЧ випромінювання: 2-2,5; 3,5-4,2; 8-14 мкм. Відповідні матеріали є серед бінарних і потрійних сполук типу АIIIВV, AIIIBVI, AIVBIV, наприклад InAs, InSb і т. д. Технологія виготовлення МДП-структур на таких матеріалах поки недостатньо відпрацьована. Створення ІК ПЗС на несобственном напівпровіднику також представляє відомі труднощі.
Друга проблема пов'язана з високим рівнем фонового випромінювання в ІК області спектра і низькою контрастністю ІК зображень. Це призводить до накопиченню в потенційних ямах ПЗС великого паразитного заряду. Низька контрастність накладає жорсткі вимоги на допустиму величину нерівномірності фоточутливості (від елемента до елемента), яка не повинна перевищувати декількох відсотків. Таке обмеження обумовлює жорсткі вимоги до технології, особливо до фотолітографії.
Останнім часом певні успіхи досягнуті в технології МДП-структур на InSb з плівкою Оксин-Трід кремнію в якості діелектрика (отриманої за допомогою осадження) і ніхромовим затвором. Щільність поверхневих станів у таких структурам становить 1012 см-2, а час релаксації МДП-ємності досягає 0,1 с при температурі 77 К.
За конструктивно-технологічним характеристикам формувачі ІК сигналів на ПЗС поділяються на монолітні та гібридні. Монолітні формувачі включають в себе, перш за все, ІК ПЗС на вузькозонних напівпровідниках або легованих широкозонних напівпровідниках, чутливих до ІК випромінювання, а також прилади, що містять на одному кристалі чутливу до ІК випромінювання матрицю на елементах з бар'єром Шоттки (з внутрішньої фотоемісії) і прочитує схему на ПЗС.
На противагу монолітним приладам гібридні прилади є комбінацією ІК приймачів різних типів і кремнієвого ПЗС, використовуваного для зсуву інформації на вихід, а в загальному випадку і для її обробки: посилення, підсумовування, обчислення кореляційних функцій. Гібридні формувачі, у свою чергу, можна розділити на прилади з прямою інжекцією, в яких фотогенеріруемие в ІК приймальнику заряди безпосередньо вводяться в ПЗС, і на прилади з непрямою інжекцією, в яких між ІК приймачем і ПЗС існують буферні елементи (МДП-транзистори або підсилювальні каскади). В якості ІК приймачів можна викорис...
