ченні) буде час передачі tпер. Епюри розподілу щільності Заряду дірок у різні моменти часу представлені на рис.9. Через ліву межу ПЗС1 потоку дірок немає, тому на графіках рис.9 в будь-який момент часу градієнт концентрації дірок в цій точці дорівнює нулю.
В
Рис.9. Епюри розподілу Qp ( y ) в різні моменти процесу передачі
Наочною аналогією процесу передачі заряду є витікання в'язкої рідини з прямокутного судини, торцева стінка якого (Відповідна правій межі потенційної ями ПЗС) відсунута так само, як і в ПЗС, чим більше початковий рівень рідини, тим швидше виллється задана її частину.
В
Рис.10. Залежності коефіцієнта втрат Оµ 1 від часу передачі для ПЗС з різною довжиною електродів.
Для більшості реальних структур ПЗС розміри L і l сумірні і дуже малі; за цих умов; стає істотним ефект проникнення крайового поля Еkр (яке ми вище вважали повністю зосередженим в зазорі) в область ПЗС1, що справляє визначальний вплив на перетікання частини, що залишилася зарядового пакета.
Розглянемо найважливішу характеристику ПЗС - ефективність передачі заряду, що представляє собою частину заряду дірок, яка перейшла з ПЗС1 в ПЗС2 за час передачі. При заданому допустимому зменшенні ^ зарядового пакету значення визначає максимальну кількість елементів, через яке інформація може бути передана без відновлення. Часто виявляється зручніше використовувати поняття втрати (неефективності) передачі Оµ = 1 -. При кінцевому часу передачі втрати заряду обумовлені, по-перше, тим, що за t = tnep частина заряду Оµ1 просто не встигає перетекти в сусідню клітинку і, по-друге, захопленням частини носіїв Оµ2 поверхневими пастками. Складова Оµ1 визначає втрати передачі на високих частотах, Оµ2-на низьких і середніх частотах роботи.
Розглянемо докладніше захоплення носіїв поверхневими пастками. Якщо, наприклад, в ПЗС1 надходить інформаційний пакет, то частина дірок захоплюється
кордоном розділу діелектрик - напівпровідник. На наступному такті зарядовий пакет перетікає в ПЗС2, рівновагу між інверсним шаром і поверхневими пастками порушується, і вони починають розряджатися. Ті носії, які звільняються пастками за t = tnep, встигають повернутися в зарядовий пакет, решта утворюють втрати передачі Оµ2. Втрати Оµ2завісят не тільки від щільності поверхневих пасток і величини зарядового пакета, але і від характеру попередньої зарядовим інформації, переданої через даний елемент. Якщо передається серія логічних 1 (якої відповідають великі зарядові пакети), то втрати Оµ2 будуть максимальні у першому зарядовим пакеті і будуть зменшуватися в наступних, так як частина пасток, які захопили заряди від першого пакета, не встигне розрядитися до приходу наступного і ці пастки НЕ будуть брати участь у захопленні носіїв. Найгіршим випадком з точки зору втрат Оµ2 є передача чергується послідовності логічних 1 і 0. У цьому випадку вираз для Оµ2 має вигляд:
(5)
де Nл - щільність поверхневих пасток; т = 2, 3 ... - Кількість керуючих тактів; Сд (U3-U0) - величина зарядового пакета. У типових структурах Оµ2 = (2-3) 10-3 і в першому наближенні не залежить від тактової частоти. p> Вплив поверхневих станів може бути зменшено, якщо в ланцюжок ПЗС (в кожен зарядовий пакет) ввести деякий фоновий заряд, заповнює поверхневі пастки. В результаті втрати інформаційного заряду при передачі зменшуються. Неповне усунення впливу пасток пояснюється рядом причин, головними з яких є крайовий ефект і захоплення носіїв НЕ тільки при зберіганні, але і під час протікання зарядового пакета через ПЗЗ і зазор.
Крайової ефект виникає через двовимірне розподілу електричного поля в реальних ПЗС, що робить потенційні ями не прямокутними, а закругленими. Отже, площа поверхні займана пакетом, буде залежати від величини заряду і завжди буде більше площі, займаної меншим за величиною фоновим зарядом. Тому поверх пісні пастки, розташовані біля країв електрода, де фонового заряду немає, будуть порожніми і зможуть захоплювати носії з зарядного пакета. Втрати заряду or цього ефекту складають (4-5) 10-4. p> Захоплення носіїв у процесі передачі головним чином пов'язаний з тим, що в зазорі фонового заряду немає і тому пастки не заповнено. Обумовлена цим неефективність становить (2-3) 10-4. Таким чином, введення фонового заряду не дозволяє виконати умову Оµ2 в†’ 0, але в кілька разів зменшує втрати передачі, обумовлені захопленням носіїв поверхневими пастками.
На закінчення розглянемо фоточутливість ПЗС. Одним з факторів, що визначають фоточутливість, є коефіцієнт поглинання пЃЎ, який характеризує інтенсивність поглинання фотонів (з утворенням електронно-доручених пар). Коефіцієнт поглинання пЃЎ різко зменшується при збільшенні довжини хвилі l падаючого світла. Тому область довжин хвиль, в якій здійснюється ефективне перетворення ...
