чином, максимальний час зберігання зарядовим інформації, а отже, і мінімальна частота роботи цифрових і аналогових пристроїв на ПЗС визначаються процесами накопичення паразитного заряду в потенційній ямі.
Зарядовий пакет в ПЗС може бути введений електричним шляхом або за допомогою світлової генерації. При світловій генерації фотоелектричні процеси, що виникають в кремнії, приведуть до накопичення неосновних носіїв в потенційних ямах. Накопичений заряд пропорційний освітленості і часу накопичення. Спрямована передача заряду в ПЗС забезпечується розташуванням МОП-конденсаторів на настільки близькій відстані один від одного, що їх збіднені області перекриваються і потенційні ями з'єднуються. При цьому рухливий заряд неосновних носіїв буде накопичуватися в тому місці, де глибше потенційна яма.
. 2 Зарядова зв'язок, зсувний регістр із зарядним зв'язком
На металеві електроди розташованих поруч двох конденсаторів подані позитивні потенціали U1 і U2. У початковий момент потенціал U1=U2. В утворену глибоку потенційну яму лівого конденсатора може бути поміщена зарядова інформація. Потім потенціал лівого електрода зменшимо, а потенціал правого - збільшимо. Тоді під правим електродом утворюється глибока потенційна яма, в яку перетече зарядовий пакет, поміщений раніше в потенційну яму лівого конденсатора
Малюнок 2 Перенесення зарядових пакетів шляхом перемикання потенціалів електродів двох поруч розташованих МОП-конденсаторів [1]
Отже, змінюючи певним чином потенціали на електродах близько розташованих конденсаторів, можна направлено переміщати зарядову інформацію.
Динаміку переміщення зарядових пакетів можна простежити на прикладі триразового зсувного регістру - пристрою, що складається з ланцюжка МОП-конденсаторів. Зсувними регістром управляють по трехтактной схемою. Кожен електрод приладу підключений до однієї з трьох тактових шин з фазами Ф1, Ф2, Ф3, як показано на малюнку 3.
Рисунок 3 Перенесення зарядовим інформації [2]
Один елемент зсувного регістру складається з трьох осередків МОП-конденсаторів. Протягом першого такту роботи на електроди фази Ф1 подано позитивне напруга. Під цими електродами утворюються потенційні ями, в яких можуть накопичуватися і зберігатися заряди, утворені неосновними носіями. Заряди в потенційних ямах можуть накопичуватися як в результаті впливу світлового випромінювання - тоді заряди будуть носіями корисної інформації, так і бути наслідком паразитного процесу термогенерации. При цьому термогенерірованние заряди становлять паразитную добавку до інформаційного заряду і є джерелом темнового струму сигналу зображення. Час зберігання зарядів tхр одно часу дії напруги U2, а режим роботи осередки під електродами фази Ф1 в цей час називається режимом зберігання. У момент t2 на електроди фази Ф2 подається напруга U3, значення якого перевищує в 1,5 ... 2 рази напруга U2. Ця напруга називається напругою запису. Воно викликає поява під електродами фази Ф2 глибших потенційних ям, в які і перетікають електрони з-під електродів фази Ф1. Режим, при якому електрони перетікають з одних потенційних ям в інші, називається режимом запису. У момент t3 (третій такт) напруга на електродах фази Ф2 зменшиться до значення U2, відповідного режиму зберігання, а напруга на електродах фази Ф1 зменшиться від значення U2 до U1, що запобігає повернення зарядового пакету під електроди фази Ф1. З малюнка 3 видно, що перенесення зарядових пакетів станеться зліва направо, оскільки під електродами фази Ф3 потенціал залишається низьким, рівним U1.
Такий спрямований перенос зарядових пакетів є одним з достоїнств трехтактних регістрів. У регістрах, що працюють за схемою двотактної, спрямований перенос зарядів доводиться забезпечувати шляхом ускладнення структури ПЗС.
Послідовність зміни потенціалів на тактових групах показана на малюнку 3, на якій форма керуючих напруг для трехтактной схеми ідеальна. Однак, для підвищення ефективності переносу зарядів тактові імпульси, що подаються на електрод, повинні перекриватися і мати пологий фронт, що затримує зменшення глибини (схлопування) потенційної ями. Тому практично для управління використовують імпульси трапецеїдальної форми.
Подача потенціалів на електроди перенесення синхронізована таким чином, що переміщення зарядів потенційних ям всіх ПЗС-елементів регістра відбувається одночасно. І за один цикл перенесення ПЗС-елементи як би «передають по ланцюжку» заряди зліва направо (або ж справа наліво). Ну а що опинився «крайнім» ПЗС-елемент віддає свій заряд пристрою, розташованому на виході регістра - тобто підсилювача.
В цілому, послідовний регістр зсуву є пристроєм з паралельним входом і послідовним виход...
