Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Вяпянпе имппо пно поля па ВАХ натан. пппрпстора с упрааляппппн тпектродоч к «длинной> базе прп Улд ВД7 В дяд Недостатком описанной конструкции является трудность полу- и иия области с воспроизводимой скоростью поверхностной рекомбинации. Лучшей стабильностью и воспроизводимостью обладает и иструкция, показанная на рис. 3.12, б. Здесь управляющий элем~род У базы одновременно является областью, в которой рекомбпиируют инжектнрованные из анода дырки.
В этом случае при и;травлении Ва магнятного поля йт~т уменьшается, следовательно аппп увеличивается. При противоположном направлении магпигного поля Ьт,' увеличивается. а Уп„п уменьшается, Обычно управляющий электрод тиристора работает в режиме ~ нерацнн тока. При включении управлявшего электрода в режиме генерации напряжения п1о>кно дополнительно повысить магппточувствнтельность. Поперечное магнитное поле приводит и и кривлению траекторий движения инжектировапных дырок и увеличению сопротивления диода А — У (магнитодиодиый эффект).
1.ледовательно, управляющий ток снижается, что приводит к уменьшению Ит,' (направление В+) и увеличению (),„л При обрагном направлении магнитного поля (В-) изменения )правляющего 1ока и йт~т пРотивоположны, и магниточУвствительность меньше, чем прн направлении В+ (рис. 3.13). Напряжение включения (1,„л тиристора прн малых магнитных полях изменяется почти линейно ирн обоих направлениях магнитного поля. На рнс.
3,12, в приведена конструкция сдвоенного магннтотирнстора, представляющего собой два тиристора с общими диодом и базой, Если внешнее напряжение меньше (1ап, тирнсторов в отсутствие магнитного поля, то оба тнристора выключены. В магнитном поле В+ инжектироваиные анодом А дырки отклоняются к коллектору К1, Унял левого тирнстора ум~и~~а~~~~, н он ~~~ю~~~~~~. От анода к катоду К1 начинает поступать ток. При противоположном направлении магнитного поля (В-) дырки отклоняются к правому коллектору К2. Прн этом левый тнрнгтор выключается, а правый включается, н ток течет от анода к катоду К2, Описанные выше магнитотиристоры нзготовлщотся по обычной планарной технологии на кремнии л-типа с удельным сопротивлением 100... 200 Ом.см и имеют размеры ЗсЗХ0,6 мм. 85 З.з.
ИРИБОРЫ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ Немногим более двадцати лет тому назад В. Бойл и Д, Сми1' показали на прнмнтнвном «прароднтеле» современных прибороМ с зарядовой связью (ПЗС), что между близко расположеинымн МОП-конденсаторамн возможен обмен зарядамн — зарядовая связь. Манипулируя смещеннямн, прнкладываемыми к таким МОП-конденсаторам, можно накапливать заряды, перемещать нх, разделять, объединять, т. е. осуществлять аналоговую н цифровую обработку информации на дискретных, но связанных между собой элементах. ПЗС вЂ” полупроводннковый прибор, имеющий большое число близко расположенных н изолированных от подложки затворов (МДП-структур), под которыми может происходить перенос к стоку ннформацнонных пакетов неосновиых носнтелей заряда, лнбо ннжектированных из истока, либо возникших в подложке прн воздействнн оптического излучення, Из данного определения можно выделить две основные особенности ПЗС.
Во-первых, это полупроводняковый прибор, представляющий собон семейство полевых транзисторов. Однако принцип его работы подобно биполярным приборам основан на двнженнн неосновных носнтелей заряда. Во-вторых, так как единый (непрерывный) проводящий канал между истоком и стоком отсутствует, а движение заряда происходит от затвора к затвору, то для реалнзацнн такого движения на затворы необходимо подавать соогвг ствующие напряжения. Поэтому в отличие от всех ранее рассмс ренных ППП, ПЗС является дннамнческнм ППП.
функцноннр ванне которого возможно только прн подаче постоянно изменя~ щэгося по величине управляющего напряжения. Принцип работы ПЗС рассмотрим на примере прнбора с тре« секциями затворов переноса носителей заряда. структура кот рого н временные диаграммы, поясняющие его работу, приведены на рнс.
3,14. Прибор выполнен на подложке нз л-кремния н имеет две высоколегнроваиные р'-области, нспользующиеся соответ. ственно как ис|ок н сток. Между этими областями расположено семь затворов. Затвор, расположенный непосредственно рядом с истоком, является управляюшнм, остальные шесть затворов необходимы для переноса нсосновных носнтелей от истока к стоку.
Как видно на рнс. 3.!4, онн попарно соединены между собой черс два затвора, образуя три секции переноса. Таким образом, прнбо) кроме трех традиционных для полевого транзнстопа выводов— ксток, затвор, сток, снабжен еще тречя управляющнмн (динами. ческимн) вывода ми. Для нормального функционирования на секцнн переноса прнбора подаются возрастающие ступенчатые напряжения, причем зб и Рне 3 нк Стр1к1урэ ГОС (а) н временные днвгрнннм намененнн напряженая на его емнеяян (6 — д1 ~ровекь одного из иих меньше по абсолютной величине порогового иапряясення МЙП-структуры К„р, а двух других — больше. Уров. пи напряжений циклически изменяются, создавая в теле п.полупроводника сдвигающуюся вслед за изменением ступенчатого напряжения потенциальную яму.
Эта яма увлекает за собой неоснов. пые для подложки носители заряда (в рассматриваемом случае— дырин~. 87 Преднолол.нм, ч~о в некоторый момент времени на управляю- щий затвор ПЗС подано напряженпе (ууем достаточное для обра. зовання под ним проводящего канала, а на первую секцию затво- ров переноса подано максимальное напряжение переноса, большее чем У„,г. т. е.
(.у1 1:~' ! (ууер ! > ! (у р ! В этом случае под затвором первой секции переноса существует потенциальная яма, и которую через канал, образованный управ- ляющим затвором, из области нстока будут перемещаться неос- новные носители заряда — дырки. Под левым затвором секцин переноса будет накаплнваться некоторый положнтельный заряд. Этот заряд пропорционален напряжению У~ (рнс. 3.14,6). К мо- менту цнклнческого изменения напряженнй переноса напряжекие с управляющего затвора снимается. Канал между истоком н по- тенциальной ямой запирается, а под левым затвором первой сек- ции переноса образуется некоторый пространственный заряд ннжектнрованных истоком дырок.
После смены напряжений затворах секций переноса наибольшее по абсолютной велнчи напряжение будет приложено ко второй секции, т. е. (и,(>! ц1> (и„.,(, Вследствие этого объемный заряд, накопленный под затвором пер- вой секции, будет перетекать в потенциальную яму, образовав- шуюся под затвором второй секцнн. Прн этом дополнительная подпитка этого заряда со стороны истока будет отсутствовать, так как проводящий канал заперт (Уу,р!<!()„,), а перетеканию за- ряда под затвор третьей секции препятствует напряжение Ум ко- торое меньше порогового (()з(<)У,,! (рнс.
3.14, в), Таким обра- зом, на втором такте изменения напряжения переноса весь объем- ный заряд, накопленный в первом такте под затвором первой сек. цнн, переместится под затвор второй секции, Прн следующих тактах нзменення напряження переноса объем- ный заряд будет перемешаться от секцни к секции по направле- нию к стоку. На шестом такте изменения напряжения переноса объемный заряд достигнет крайнего правого затвора третьей секцни и так как ! (.(з ! < ! и, (, то, следовательно, произойдет его зкстракцня в область стока. Это сопровождается появлением на выводе стока некоторого напряже- ния нлн протеканием в соответствующей цепн импульса тока.
Если в начальный момент напряжение на управляющем элек- троде больше порогового (рнс. 3.14, д), т. е, ! ('уупр ! ~ ! ~-~пор ! ° 88 Рпс. 3.15, Характер изменении козякрнпнента нп потерь от частоты напрнженна передачи ю ю' ют ют юа юа ю бгц то накопление объемного заряда под затвором первой секции мс произойдет и через семь тактов напряжения переноса с вывода стока будет снято нулевое напряжение. Таким образом, прибор способен передавать фиксированные порции электрического заряда от истока к стоку, причем величина ~гого заряда определяется значением управляющего напряжения Ута',, а время задержки передачи зависит от частоты изменения напряжения на секции переноса. Из описания орииципа работы прибора видно, что функционирование прибора невозможно без воздействия внешнего циклически изменяющегося напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
