Схемотехника электронных средств: Учебное пособие

максимальное напряжение переноса, большее по абсолютному значе­нию чем , т.е.

В этом случае под затвором первой секции переноса возникает потенциальная яма, в которую через канал, образованный управляющим затвором, из области истока будут перемещаться неосновные носители заряда – дырки.

Под левым затвором секции переноса будет накапливаться неко­торый положительный заряд. Этот заряд пропорционален напряжению  (рис.33, б). Во втором такте напряжение на затворах ПЗС изменя­ется следующим образом:

При этом канал между истоком и потенциальной ямой запирается и объемный заряд, накопленный под затвором первой секции, будет перетекать в потенциальную яму, образовавшуюся под затвором второй секции. При этом дополнительная подпитка этого заряда со стороны истока будет отсутствовать, т.к. проводящий канал заперт , а перетеканию заряда под затвор третьей секции препят­ствует напряжение , которое меньше порогового  (рис.33в). Таким образом, во втором такте весь объемный заряд, накопленный в первом такте под затвором первой секции, пере­местится под затвор второй секции.

При следующих тактах произойдет перемещение заряда к сле­дующей секции и т.д. На шестом такте произойдет перенос заряда в об­ласть стока и на выходе стока появится импульсный сигнал.

Таким образом, прибор способен передавать фиксированные порции электрического заряда от истока к стоку, причем величина этого

заряда определяется значением управляющего напряжения , а время задержки передачи зависит от частоты сигнала на управляющих затворах секций переноса. Реальная частота сигнала имеет ограничение как сверху, так и снизу и лежит в диапазоне от десятков килогерц до де­сятков мегагерц.

Современные ПЗС представляют собой схемы с большой степе­нью интеграции (более миллиона элементов).

Можно назвать три основных сферы применения ПЗС: преобра­зование излучения в электрический сигнал – фоточувствительные ПЗС (ФПЗС); аналоговую обработку информации – линии задержки, фильтры; запоминающие устройства ПЗУ (ЗУ).

Наибольшее развитие и практическое применение в настоящее время получили ФПЗС. Они нашли широкое применение в телевидении. Впервые в телевидение пришли твердотельные преобразователи излу­чения в видеосигнал, способные не только заменить вакуумные элек­троннолучевые трубки, но и принести с собой новые качества.

1.7. Полупроводниковые лазеры

Лазер, или оптический квантовый генератор, представляет со­бой резонатор, в который помещена активная среда, содержащая атомы в возбужденном состоянии. Для получения активных атомов используется вспомогательный источник энергии – генератор на­качки. Механизм накачки может быть самым разнообразным – подсветка вещества вспомогательным излучением, возбуждение электронным потоком, ионизация и др. В качестве активной среды может использоваться газ, жидкость или твердое тело. Под дейст­вием накачки в веществе активной зоны возникает состояние ин­версной заселенности, при котором число атомов на верхнем уровне превышает число атомов на нижнем энергетическом уровне. До начала процесса накачки большинство атомов активной среды находится на низких уровнях, а верхние уровни являются незаполненными, при накачке атомы переходят в возбужденное