Компьютер (железо) - статьи


Механика "цифры" - часть 3


При попадании света на последнюю, пиксели генерируют электроны, которые собираются в потенциальных ямах. При этом величина аккумулируемого заряда определяется квантовой интенсивностью излучения, падающего на элементы матрицы, а также временем, за которое собирается этот заряд. В таких условиях задача сенсора определяется необходимостью генерации заряда, получаемого от фотона, его переноса, а также преобразования в напряжение, на основе которого будет сформирован сигнал, для получения информации об участке формируемого изображения.

ПЗС-матрица состоит из поликремния, отделенного от силиконовой подложки, в которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. Положительное напряжение на электродах создает потенциальную яму, куда устремляются электроны из валентной зоны, сгенерированные уловленными фотонами. При этом сами электроны удерживаются под затворами под влиянием потенциального барьера, возникающего при подаче отрицательного напряжения на соседние электроды. Получается, что первая задача сенсора – уловить и удержать световой заряд, преобразованный в электронный, — выполнена. Далее необходимо каким-то образом передать его на управляющую электронику.

Для этого в ПЗС-матрицах применяются несколько способов, которые построены по схожему принципу. Суть его в том, чтобы заставить поликремниевые затворы, помимо функции электродов, выполнять еще и роль сдвиговых регистров, таким образом, чтобы они образовали конвейерную цепочку вдоль одной оси. При этом если учесть, что обычно один пиксель формируется несколькими, например, четырьмя элетродами, то попеременная подача на них высокого либо низкого напряжения по принципу n+1 (1-2, 2-3, 3-4 и т. д.) позволит накопленному заряду как бы перетекать по выбранной оси, не теряя своей величины. Это становится возможным благодаря тому, что, изменяя конфигурацию потенциального барьера, мы как бы сдвигаем потенциальную яму с накопленными в ней зарядами. Причем описанный цикл повторяется до тех пор, пока все содержимое выбранных осей не «перетечет» к управляющей логике, преобразующей поступивший заряд в определенный уровень напряжения.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -