Структури базових логічних елементів, страница 30

Перевага  ПЗЗ  в  цифровій  техніці  -  простота,  яка  дозволяє  вбудовувати  їх  в  запам’ятовуючі  пристрої  з  дуже  великим  обсягом  пам’яті  і  отримувати  низьку  питому  вартість  на  1  біт.  Для  підвищення  ефективності  переносу  інформації  і  знищення  її  спотворювання  в  ПЗЗ  прилади  вбудовують  підсилювачі  регенерації,  які  виконанні  у  вигляді  простих  порогових  пристроїв,  які  відновлюють  вихідні  рівні  сигналів,  і встановлюються  на  певних  відстанях  вздовж  довжини  ПЗЗ.

При  використанні  ПЗЗ  для  сприйняття  зображень  на  матрицю  ПЗЗ  направляють  проміні  світла.  Один  з  електродів,  наприклад  j1 знаходиться  під  (+)  напругою  для  утворення  потенційної  ями.  Він  збирає  (-)  заряди  з  електронно  дірочних  пар,  які  утворюються  під  дією  світла.  Величина  отриманого  заряду  пропорційна  інтенсивності  світла  і  тривалості  його  впливу  на  ПЗЗ.  В  визначений момент  часу  сигнал  зсувається  вздовж  лінії  і  послідовно  зчитується  з  ПЗЗ.  Час  експонування  повинен  бути  набагато  менше  часу,  який  витрачається  на  зсув,  для  того  щоб  запобігти  можливого  розмазування  сигналу.  Збільшити  площу  зображення  можна  за  рахунок  зросту  кількості  рядків,  але  максимальна  кількість  елементів  на  рядку,  через  які  може  здійснюватися  перенос,  визначається  ефективністю  переносу  заряду.  Для  збільшення  цієї  кількості  можна  застосувати  мультеплексування.

Реалізація  функцій  цифрової  логіки  на  основі  ПЗЗ  потребує  взаємодії  з  інформацією,  яка  зберігається  в  зсувних  ПЗЗ - регістрах.  Таку  взаємодію  можна  реалізувати  двома  способами.  Один  з  них  називається  зчитуванням  з  руйнуванням  інформації,  так  як  в  процесі  такого  зчитування  вихідні  логічні  сигнали  знищуються.  Інший  спосіб  -  неруйнуюче  зчитування,  -  при  цьому  логічні  сигнали  в  ПЗС - регістрах  зберігають  свої  логічні  рівні.

На ПЗЗ можуть реалізовуватись різні логічні функції, як постійного так і тимчасового призначення, що дає можливість суттєво розширити можливості приладів.

ПЗЗ  мають  слідуючи  технічні  характеристики :

площа  ( 1 - 2 )*10 -3 мм2;  tз - 50~100 нс;  А = 0.2 нДм.

Технології ПЗС широко використовуються при побудові складних функціональних  схем. Наприклад мікросхема К593БР1 використовується як складна лінія затримки. Мікросхеми серії К528 призначені для фільтрації, запамятовування, затримки, накопичення і часового  перетворення аналогових сигналів. Мікросхеми серії К1111  використовуються як фільтри, частоти зрізу яких  задаються частотою кернуючих сигналів.

                2.3.9. Арсенід-галієві логічні елементи.

         23.Всі розглянуті вище  базові логічні елементі і інтегральні технології будуються на основі кремнійових напівпровідників, які майже повністю задовольняють вимогам сучасної електроніки  Але  найбільш сучасні напрямки електроніки вимагають забезпечення швидкодії приладів яка не може бути забезпечена електронною елементною базою, що виготовляється на основі кремнію. Для побудови таких приладів використовується матеріал, який називається арсенід галію.(GaAs) – напівпровідник на основі галію, що розміщений в 3-й колонці  періодичної таблиці елементів і арсеніду з п’ятої колонки. Тому він відомимй як Ш-V- напівпровідник.

Головна перевага GaAs полягає в тому, що n-напівпровідник на його основі  має рухомість основних носіїв – електронів в 5-10 раз більшу, ніж в кремнієвих напівпровідниках. Це означає, що напівпровідник на основі солі GaAs має набагато більшу провідність і, відповідно, робочі струми. Це, в свою чергу, дає можливість значно підвищити швидкість  заряду-розряду паразитних ємностей.

Арсенід-галієві прилади використовують в останні роки для виготовлення дискретних компонентів підсилювачів для мікрохвильової техніки. Зовсім недавно  GaAs почав використовуватись для побудови аналогових (операційні підсилювачі) і цифрових( мікропроцесори) ІС з робочими частотами, які перевищують 1 ГГц.