икористання поряд з кремнієм інших напівпровідникових матеріалів (наприклад, арсеніду галію).
Всі ці властивості відкривають широкі перспективи для різноманітних застосувань ПЗС.
Для цифрової техніки цікаві зсувні регістри, оперативні запам'ятовуючі пристрою, логічні схеми. Лінії затримки аналогових сигналів на ПЗС по технічними характеристиками значно перевершують свої акустичні та магнітні аналоги.
У оптоелектронної техніки перетворення зображень ПЗЗ відкривають принципові нові можливості для створення безвакуумних напівпровідникових формувачів відеосигналів. Притаманне їм самосканування дозволяє позбутися від громіздких і ненадійних високовольтних вакуумних трубок зі скануванням електронним променем. ПЗС є унікальними аналогами ЕПТ, що дозволяють одночасно із зменшенням маси, габаритних розмірів, споживаної потужності підвищити надійність і якість формувачів відеосигналів. Додаткове гідність фотоприймачів на основі ПЗЗ полягає у принциповій можливості використовувати різноманітні напівпровідникові матеріали, що дозволить перекрити широку область електромагнітного спектру (включаючи і ІК область).
Створення передавальних телевізійних камер на основі ПЗЗ приведе в майбутньому не тільки до оснащення техніки надійним В«електронним окомВ» (відзначимо, що в проекті створення засобів штучного зору для людини орієнтація робиться також на ПЗС), але і до дійсно широкому використанню засобів телебачення в побуті.
Якщо на багатоелементний або матричний ПЗЗ направити світловий потік, що несе зображення, то в обсязі напівпровідника розпочнеться фотогенерація електронно-доручених пар. Потрапляючи в збіднену область ПЗС, носії поділяються і в потенційних ямах накопичуються дірки (причому величина накапливаемого заряду пропорційна локальної освітленості). Після закінчення деякого часу (Порядку декількох мілісекунд), достатнього для сприйняття зображення, в сенсорі буде зберігатися картина зарядових пакетів, відповідна розподілу освітленостей. При включенні тактових імпульсів зарядові пакети будуть переміщатися до вихідного пристрою прочитування, перетворює їх в електричні сигнали. У результаті на виході вийде послідовність імпульсів з різною амплітудою, що огинає, яких дає відеосигнал.
На цій основі створюються, враховують пристрої для фототелеграфу, а також, що передають камери (аж до камер повноформатного кольорового телебачення). У майбутньому ПЗС знайдуть застосування в якості зручних матричних фотоприймачів в надпродуктивних оптоелектронних обчислювальних машинах з паралельною обробкою інформації.
Поява ПЗС (1969 р.) стало результатом досліджень в області фізики і технології МДП-приладів. Розробка цього нового напрямку напівпровідникової техніки займаються багато наукові колективи в різних країнах світу і вже досягнуто дуже помітні результати.
Створені швидкодіючі однокристальних ЗУ на ПЗС ємністю 8192, 16384 і 65536 біт з часом вибірки 64-200 мкс і швидкістю видачі інформації 1-5 МГц; на базі кристалів ємністю 16 К (кілобіт) сконструйовано ЗУ ємністю 1 Мбіт з блочною вибіркою по 256 біт. Розроблено широкосмугова лінія затримки аналогових сигналів ємністю 128 розрядів, призначена для використання в системах кольорового телебачення; випробуваний коррелятор на ПЗС, що дозволяє одночасно обробляти 40 000 дискретних значень сигналу із загальною похибкою менше 1%.
Є численні повідомлення про початок промислового випуску рядом фірм США (в першу чергу Bell і RCA) передавальних телекамер з числом елементів розкладання 200X200 і 500x500.
У той же час не можна не помітити, що на шляху широкого використання ПЗС стоїть ще багато невирішених проблем - і в першу чергу технологічна: проколи діелектричної плівки і закоротки електродних шин всі ще не дозволяють впевнено з високим відсотком виходу отримувати бездефектні ПЗС досить великої інформаційної ємності. Найважливішою технологічною проблемою створення великих ПЗС з одношарової металізацією є проблема отримання вузьких (2-3 мкм) зазорів між електродами; основний технологічний брак в таких структурах - закоротки. У структурах з багатошаровими кремнієвими затворами важко отримати високоякісний ізолюючий діелектрик між усіма рівнями полікремнію.
На закінчення хотілося б відзначити, що створення пристроїв на приладах із зарядним зв'язком, особливо оптоелектронних, є важливим етапом у розвитку великих інтегральних схем і одним з перших реальних кроків по шляху до функціональної мікроелектроніці.
В
2 Фізичні основи роботи і конструкції приладів із зарядним зв'язком
Динаміку переміщення зарядових пакетів в ПЗС простежимо на прикладі триразового зсувного регістру (рис.2).
У цій схемі кожен третій електрод підключається до відповідної шині тактових імпульсів. У початковому стані (рис.2, а) під напругою зберігання
В
Рис.2. Схема тритактовими зсувного регістру на ПЗС:
а - збер...
