[go: up one dir, main page]

RU2119697C1 - Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices - Google Patents

Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices Download PDF

Info

Publication number
RU2119697C1
RU2119697C1 RU96102300A RU96102300A RU2119697C1 RU 2119697 C1 RU2119697 C1 RU 2119697C1 RU 96102300 A RU96102300 A RU 96102300A RU 96102300 A RU96102300 A RU 96102300A RU 2119697 C1 RU2119697 C1 RU 2119697C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
gate
control bus
fragment
gates
Prior art date
Application number
RU96102300A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96102300A (en
Inventor
И.И. Ли
Original Assignee
Институт физики полупроводников СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физики полупроводников СО РАН filed Critical Институт физики полупроводников СО РАН
Priority to RU96102300A priority Critical patent/RU2119697C1/en
Publication of RU96102300A publication Critical patent/RU96102300A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2119697C1 publication Critical patent/RU2119697C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

FIELD: integrated microelectronics, optical data processing. SUBSTANCE: reader is assembled on semiconductor substrate and has matrix of input- device locations. Each input device has input diffusion area of polarity of conductivity reverse to that of substrate and mounts on insulating layer input gate, storage gate, carry gate, as well as output diffusion area forming circuit of charge-coupled members, column read- out bus, line control voltage shaper, multiple- input switch, input gate control bus, storage gate control bus, and carry gate control bus. Input-device matrix is built up of fragments each having four input-device locations; each fragment location has, in addition, second input gate, second input-gate control bus, first and second control buses for input gates; storage gate, carry gate, and output diffusion area are common for all fragment locations; first input gate, second input gate, and storage gate form circuit of charge-coupled members; first input gates of first and second locations of fragment input devices are connected to first control bus; first input gates of third and fourth locations of fragment input devices, to second input gate control bus; second input gates of first and third locations of fragment input devices are connected to first control bus of second input gates; second input gates of second and fourth fragment-input device locations are connected to second control bus of second input gates. EFFECT: improved charge capacitance of reader to improve its sensitivity. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области интегральной микроэлектроники и может быть использовано в системах обработки оптической информации. The invention relates to the field of integrated microelectronics and can be used in optical information processing systems.

Известно устройство считывания фотосигналов на приборах с зарядовой связью для двухмерных приемников изображения на основе фотодиодов (Rode J.P. Hybrid HgcdTe Arrays. SPIE, v. 443, 1983, p. 120-130). A known device for reading photo signals on charge-coupled devices for two-dimensional image pickups based on photodiodes (Rode J.P. Hybrid HgcdTe Arrays. SPIE, v. 443, 1983, p. 120-130).

Устройство считывания, выполненное на полупроводниковой подложке, содержит матрицу входных устройств на приборах с зарядовой связью, столбцовые шины считывания, мультиплексор, а каждое входное устройство содержит входную диффузионную область противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика зарядно связанные входной затвор, затвор накопления, затвор переноса. The reader, made on a semiconductor substrate, contains a matrix of input devices on charge-coupled devices, column reading buses, a multiplexer, and each input device contains an input diffusion region of the opposite conductivity type substrate and charge-coupled input gate, accumulation gate, gate located on the dielectric layer transfer.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжений на входной затвор и затвор накопления на входной диффузионной области, соединенным с ней фотоприемнике, устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под входным затвором. Часть тока, текущего через фотоприемник, инжектируется в потенциальную яму под затвором накопления. При подаче открывающего импульса на затвор переноса информационные заряды одновременно передаются в столбцовые шины считывания. Далее информационные заряды со столбцовых шин одновременно передаются в мультиплексор и последовательно детектируются на общем выходном устройстве. The device operates as follows. When voltages are applied to the input gate and the accumulation gate at the input diffusion region connected to it by a photodetector, a bias voltage is determined, which is determined by the surface potential under the input gate. Part of the current flowing through the photodetector is injected into the potential well under the accumulation gate. When an opening pulse is applied to the transfer gate, information charges are simultaneously transferred to the read column buses. Further, information charges from the column buses are simultaneously transmitted to the multiplexer and subsequently detected on a common output device.

Недостаток такого устройства заключается в том, что размещение многоэлектродной структуры в каждой ячейке ограничивает площадь затвора накопления. Затвор накопления занимает не более 10% общей площади, для ячейки 50х50 мкм максимальная зарядовая емкость затвора накопления не превышает (2-5)•106 электронов. Это ограничивает возможность таких устройств считывания в системах с фоновым излучением больше (1-5)•1013 фотонов/см2с.The disadvantage of this device is that the placement of a multi-electrode structure in each cell limits the area of the accumulation gate. The accumulation shutter occupies no more than 10% of the total area; for a cell of 50x50 μm, the maximum charge capacity of the accumulation shutter does not exceed (2-5) • 10 6 electrons. This limits the possibility of such readers in systems with background radiation more than (1-5) • 10 13 photons / cm 2 s.

Известно также устройство считывания на приборах с зарядовой связью для двухмерных приемников изображения (Авторское свидетельство СССР N 1625292, кл. Н 01 L 29/796, опубликовано БИ N 29, 1995 г. Also known is a reader on charge-coupled devices for two-dimensional image detectors (USSR Author's Certificate N 1625292, class N 01 L 29/796, published BI N 29, 1995

Устройство считывания, выполненное на полупроводниковой подложке, содержит матрицу входных устройств на приборах с зарядовой связью, а каждое входное устройство содержит входную диффузионную область противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика зарядно связанные входной затвор, затвор накопления, затвор переноса, выходную диффузионную область, столбцовую шину считывания, формирователь строчных управляющих напряжений, многовходовый коммутатор. A reader made on a semiconductor substrate contains a matrix of input devices on charge-coupled devices, and each input device contains an input diffusion region of the opposite type of conductivity substrate and charge-coupled input gate located on the dielectric layer, an accumulation gate, a transfer gate, and an output diffusion region, read column bus, low-voltage control voltage driver, multi-input switch.

Данное устройство является ближайшим к предлагаемому техническому решению. This device is the closest to the proposed technical solution.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжений на входной затвор, затвор накопления, на входной диффузионной области, соединенным с ней фотоприемнике, устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под входным затвором. Часть тока, текущего через фотоприемник, инжектируется в потенциальную яму под затвором накопления. При подаче открывающего импульса на затвор переноса информационные заряды соответствующей строки параллельно передаются в столбцовые шины считывания и далее в многовходовый коммутатор. Недостаток такого устройства, как и вышеописанного аналога, заключается в том, что площадь и, следовательно, зарядовая емкость затвора накопления ограничивает возможность использования таких устройств в системах с уровнем фонового излучения больше 5 • 1013 фотонов/см2с или требует предельно высоких скоростей считывания информационных сигналов.The device operates as follows. When applying voltage to the input gate, the accumulation gate, at the input diffusion region connected to it by the photodetector, the bias voltage is determined, which is determined by the surface potential under the input gate. Part of the current flowing through the photodetector is injected into the potential well under the accumulation gate. When an opening pulse is applied to the transfer gate, information charges of the corresponding row are simultaneously transferred to the read column buses and then to the multi-input switch. The disadvantage of such a device, as well as the analogue described above, is that the area and, therefore, the charge capacity of the accumulation shutter limits the possibility of using such devices in systems with a background radiation level of more than 5 • 10 13 photons / cm 2 s or requires extremely high read speeds information signals.

Техническим результатом изобретения является увеличение зарядовой емкости устройств считывания для повышения их чувствительности. The technical result of the invention is to increase the charge capacity of readers to increase their sensitivity.

Технический результат достигается тем, что в устройстве считывания на приборах с зарядовой связью для двухмерных приемников изображения, выполненном на полупроводниковой подложке и содержащем матрицу ячеек входных устройств, каждое входное устройство содержит входную диффузионную область противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика входной затвор, затвор накопления, затвор переноса, выходную диффузионную область, образующих цепочку зарядно связанных элементов, столбцовую шину считывания, формирователь строчных управляющих напряжений, многовходовой коммутатор, шину управления входным затвором, шину управления затвором накопления, шину управления затвором переноса, причем матрица входных устройств выполнена из фрагментов, состоящих из 4 ячеек входных устройств, каждая ячейка фрагмента дополнительно содержит второй входной затвор, вторую шину управления входным затвором, первую и вторую шины управления вторыми входными затворами, а затвор накопления, затвор переноса, выходная диффузионная область выполнены общими для всех ячеек фрагмента, первый входной затвор, второй входной затвор, затвор накопления образуют цепочку зарядно связанных элементов, первые входные затворы первой и второй ячеек устройства ввода фрагмента соединены с первой шиной управления, первые входные затворы третьей и четвертой ячеек устройств ввода фрагмента - с второй шиной управления входными затворами, вторые входные затворы первой и третьей ячеек устройств ввода фрагмента соединены с первой шиной управления вторыми входными затворами, вторые входные затворы второй и четвертой ячеек устройств ввода фрагмента соединены с второй шиной управления вторыми входными затворами. The technical result is achieved by the fact that in the reader on charge-coupled devices for two-dimensional image receivers made on a semiconductor substrate and containing a matrix of input device cells, each input device contains an input diffusion region of the opposite conductivity type substrate and an input gate located on the dielectric layer accumulation, transfer gate, output diffusion region, forming a chain of charge-connected elements, read column bus, form a driver of horizontal control voltages, a multi-input switch, an input gate control bus, an accumulation shutter control bus, a transfer gate control bus, the input device matrix being made of fragments consisting of 4 input device cells, each cell of the fragment additionally contains a second input gate, a second control bus the input gate, the first and second control buses of the second input gates, and the accumulation gate, the transfer gate, the output diffusion region are common to all cells the fragment gate, the first input gate, the second input gate, the accumulation gate form a chain of charge-connected elements, the first input gates of the first and second cells of the fragment input device are connected to the first control bus, the first input gates of the third and fourth cells of the fragment input devices are connected to the second control bus input gates, the second input gates of the first and third cells of the fragment input devices are connected to the first control bus of the second input gates, the second input gates of the second and fourth cells fragment input devices are connected to the second control bus of the second input gates.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства считывания на приборах с зарядовой связью, где 1, 2, 3, и 4 - контактные площадки к фотоприемникам и входные диффузионные области первой, второй, третьей и четвертой ячеек входного устройства фрагмента соответственно, 5, 6, 7 и 8 - первые входные затворы первой, второй, третьей и четвертой ячеек входного устройства фрагмента соответственно, 9, 10, 11 и 12 - вторые входные затворы первой, второй, третьей и четвертой ячеек входного устройства фрагмента соответственно, 13 - затвор накопления, 14 - затвор переноса, 15 - выходная диффузионная область, 16 - первая шина управления первыми входными затворами первой и второй ячеек ввода фрагмента, 17 - вторая шина управления первыми входными затворами третьей и четвертой ячеек ввода фрагмента, 18 - первая шина управления вторыми входными затворами первой и третьей ячеек ввода фрагмента, 19 - вторая шина управления вторыми входными затворами второй и четвертой ячеек ввода фрагмента, 20 - шина управления затвором накопления, 21 - шина управления затвором переноса, 22 - формирователь строчных управляющих напряжений, 23 - столбцовая шина считывания, 24 - многовходовый коммутатор. In FIG. 1 is a schematic diagram of a reader on charge-coupled devices, where 1, 2, 3, and 4 are contact pads for photodetectors and input diffusion regions of the first, second, third, and fourth cells of the fragment input device, respectively, 5, 6, 7, and 8 - the first input gates of the first, second, third and fourth cells of the input device of the fragment, respectively, 9, 10, 11 and 12 - the second input gates of the first, second, third and fourth cells of the input device of the fragment, 13 - accumulation shutter, 14 - transfer shutter , 15 - output diffusion region, 16 is the first control bus for the first input gates of the first and second fragment input cells, 17 is the second control bus for the first input gates of the third and fourth fragment input cells, 18 is the first control bus of the second input gates of the first and third fragment input cells, 19 - the second control bus for the second input gates of the second and fourth fragment input cells, 20 - the accumulation shutter control bus, 21 - the transfer shutter control bus, 22 - the line control voltage driver, 23 - s read-out bus, 24 - multi-input switch.

В первой ячейке устройства ввода фрагмента входная диффузионная область 1, первый входной затвор 5, второй входной затвор 9, затвор накопления 13, затвор переноса 14 и выходная диффузионная область 15 образуют цепочку зарядно связанных элементов. Во второй ячейке устройства ввода фрагмента входная диффузионная область 2, первый входной затвор 6, второй входной затвор 10, затвор накопления 13, затвор переноса 14 и выходная диффузионная область 15 образуют цепочку зарядно связанных элементов. В третьей ячейке устройства ввода фрагмента входная диффузионная область 3, первый входной затвор 7, второй входной затвор 11, затвор накопления 13, затвор переноса 14 и выходная диффузионная область 15 образуют цепочку зарядно связанных элементов. В четвертой ячейке устройства ввода фрагмента входная диффузионная область 4, первый входной затвор 8, второй входной затвор 12, затвор накопления 13, затвор переноса 14 и выходная диффузионная область 15 образуют цепочку зарядно связанных элементов. In the first cell of the fragment input device, the input diffusion region 1, the first input gate 5, the second input gate 9, the accumulation gate 13, the transfer gate 14, and the output diffusion region 15 form a chain of charge-connected elements. In the second cell of the fragment input device, the input diffusion region 2, the first input gate 6, the second input gate 10, the accumulation gate 13, the transfer gate 14 and the output diffusion region 15 form a chain of charge-connected elements. In the third cell of the fragment input device, the input diffusion region 3, the first input gate 7, the second input gate 11, the accumulation gate 13, the transfer gate 14, and the output diffusion region 15 form a chain of charge-connected elements. In the fourth cell of the fragment input device, the input diffusion region 4, the first input gate 8, the second input gate 12, the accumulation gate 13, the transfer gate 14 and the output diffusion region 15 form a chain of charge-connected elements.

Временная диаграмма управляющих напряжений приведена на фиг. 2. The timing diagram of the control voltages is shown in FIG. 2.

Устройство работает следующим образом. При подаче управляющих напряжений на первую шину управления первыми входными затворами U16, на первую шину управления вторыми входными затворами U18, постоянного напряжения на шину управления затвором накопления U20, причем U20 > U18 > U16, на входной диффузионной области 1 первой ячейки устройства ввода фрагмента и соответственно на фотоприемнике, устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под первым входным затвором 5. Часть тока, протекающего через фотодиод, ответвляется через канал под первым входным затвором 5, вторым входным затвором 9 в потенциальную яму под затвором накопления 13. Далее при подаче управляющего напряжения на шину управления затвором переноса U21 информационные заряды параллельно из первых ячеек фрагментов передаются в выходную диффузионную область 15 и шину - столбцовую шину считывания 23 и на соответствующие входы многовходового коммутатора. Таким образом считывается информация с первой ячейки устройств ввода фрагмента матрицы входных устройств.The device operates as follows. When applying control voltages to the first control bus of the first input gates U 16 , to the first control bus of the second input gates U 18 , direct voltage to the control bus of the accumulation gate U 20 , and U 20 > U 18 > U 16 , at the input diffusion region 1 of the first cell of the fragment input device and, accordingly, on the photodetector, a bias voltage is determined, determined by the surface potential under the first input gate 5. A part of the current flowing through the photodiode branches off through the channel under the first input gate thief 5, the second input gate 9 into the potential well under the storage gate 13. Next, when the control voltage on the transfer gate control bus 21 U charges parallel information of the first cell fragments are transferred to the output diffusion region 15 and the bus - a column read bus 23 and to the respective multi-input switch inputs. Thus, information is read from the first cell of the input devices of a fragment of the matrix of input devices.

В следующем цикле считывается информация со вторых ячеек устройств ввода фрагмента. Для этого подаются управляющие напряжения на первую шину управления первыми входными затворами U16, на вторую шину управления вторыми входными затворами U19, постоянного напряжения на шину управления затвором накопления U20, причем U20 > U19 > U16, на входной диффузионной области 2 второй ячейки устройства ввода фрагмента и соответственно на фотоприемнике, устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под первым входным затвором 6. Часть тока, протекающего через фотодиод, ответвляется через канал под первым входным затвором 6, вторым входным затвором 10 в потенциальную яму под затвором накопления 13. Далее при подаче управляющего напряжения на шину управления затвором переноса U21 информационные заряды параллельно из первых ячеек фрагментом передаются в выходную диффузионную область 15 и шину - столбцовую шину считывания 23 и на соответствующие входы многовходового коммутатора. Таким образом считывается информация с вторых ячеек устройств ввода фрагментов матрицы входных устройств.In the next cycle, information is read from the second cells of the fragment input devices. To this end, control voltages are supplied to the first control bus of the first input gates U 16 , to the second control bus of the second input gates U 19 , constant voltage to the control bus of the accumulation gate U 20 , and U 20 > U 19 > U 16 , at the input diffusion region 2 the second cell of the fragment input device and, accordingly, at the photodetector, a bias voltage is determined, which is determined by the surface potential under the first input gate 6. A part of the current flowing through the photodiode branches off through the channel under the first input dnym gate 6, the second input gate 10 into the potential well under the storage gate 13. Next, when the control gate voltage on control bus transferring information charges U 21 parallel to the first cell are transmitted to the output fragment diffusion region 15 and the bus - a column readout bus 23 and corresponding inputs of the multi-input switch. Thus, information is read from the second cells of the input device fragments of the matrix of input devices.

Далее считывается информация с третьих ячеек устройств ввода фрагмента. Для этого подаются управляющие напряжения на вторую шину управления первыми входными затворами U17, на первую шину управления вторыми входными затворами U18, постоянного напряжения на шину управления затвором накопления U20, причем U20 > U18 > U17, на входной диффузионной области 3 третьей ячейки устройства ввода фрагментов и соответственно на фотоприемнике устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под первым входным затвором 7. Часть тока, протекающего через фотодиод, ответвляется через канал под первым входным затвором 7, вторым входным затвором 11 в потенциальную яму под затвором накопления 13, Далее при подаче управляющего напряжения на шину управления затвором переноса U21 информационные заряды параллельно из первых ячеек фрагментов передаются в выходную диффузионную область 15 и шину - столбцовую шину считывания 23 и на соответствующие входы многовходового коммутатора. Таким образом считывается информация с третьих ячеек устройств ввода фрагментов матрицы входных устройств.Next, information is read from the third cells of the fragment input devices. To this end, control voltages are supplied to the second control bus of the first input gates U 17 , to the first control bus of the second input gates U 18 , of a constant voltage to the control bus of the storage gate U 20 , and U 20 > U 18 > U 17 , at the input diffusion region 3 the third cell of the fragment input device, and accordingly, a bias voltage is determined on the photodetector, determined by the surface potential under the first input gate 7. A part of the current flowing through the photodiode branches off through the channel under the first with a gate valve 7, a second input gate 11 into a potential well under the accumulation gate 13, Then, when a control voltage is applied to the transfer gate control bus U 21, information charges are simultaneously transferred from the first fragment cells to the output diffusion region 15 and the bus to the read column bus 23 and corresponding inputs of the multi-input switch. Thus, information is read from the third cells of input devices of fragments of the matrix of input devices.

Далее считывается информация с четвертых ячеек устройств ввода фрагмента. Для этого подаются управляющие напряжения на вторую шину управления первыми входными затворами U17, на вторую шину управления вторыми входными затворами U19, постоянного напряжения на шину управления затвором накопления U20, причем U20 > U19 > U17, на входной диффузионной области 4 четвертой ячейки устройства ввода фрагмента и соответственно на фотоприемнике устанавливается напряжение смещения, определяемое поверхностным потенциалом под первым входным затвором 8. Часть тока, протекающего через фотодиод, ответвляется через канал под первым входным затвором 8, вторым входным затвором 12 в потенциальную яму под затвором накопления 13. Далее при подаче управляющего напряжения на шину управления затвором переноса U21 информационные заряды параллельно из первых ячеек фрагментов передаются в выходную диффузионную область 15 и шину - столбцовую шину считывания 23 и на соответствующие входы многовходового коммутатора. Таким образом считывается информация с четвертых ячеек устройств ввода фрагментов матрицы входных устройств.Next, information is read from the fourth cells of the fragment input devices. To this end, control voltages are supplied to the second control bus for the first input gates U 17 , to the second control bus for the second input gates U 19 , and the constant voltage to the control bus for the accumulation gate U 20 , with U 20 > U 19 > U 17 , at the input diffusion region 4 the fourth cell of the fragment input device and, accordingly, a bias voltage is determined at the photodetector, determined by the surface potential under the first input gate 8. A part of the current flowing through the photodiode branches off through the channel under the first with an input gate 8, a second input gate 12 into a potential well under the accumulation gate 13. Then, when a control voltage is applied to the transfer gate control bus U 21, information charges are simultaneously transferred from the first fragment cells to the output diffusion region 15 and the bus to the read column bus 23 and corresponding inputs of the multi-input switch. Thus, information is read from the fourth cells of the input devices of fragments of the matrix of input devices.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает также возможность одновременно считать сигналы с любых двух, либо со всех четырех фотоприемников одного фрагмента, например, для одновременного считывания суммарного фотосигнала с первой и второй ячеек устройств ввода фрагмента необходимо подать управляющие напряжения на первую шину управления 16 первыми входными затворами на обе шины управления 18 и 19 вторыми входными затворами. Для одновременного считывания сигналов со всех ячеек устройств ввода фрагмента необходимо подать управляющие напряжения на обе шины управления 16 и 17 первыми входными затворами и на обе шины управления 18 и 19 вторыми входными затворами. The proposed technical solution also provides the ability to simultaneously read signals from any two or all four photodetectors of one fragment, for example, to simultaneously read the total photo signal from the first and second cells of the fragment input devices, it is necessary to apply control voltages to the first control bus 16 of the first input gates to both control buses 18 and 19 of the second input gate. For the simultaneous reading of signals from all cells of the fragment input devices, it is necessary to apply control voltages to both control buses 16 and 17 by the first input gates and to both control buses 18 and 19 by the second input gates.

Предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества:
1. Уменьшение количества электродов в ячейке устройства считывания, в частности объединение затворов накопления, затворов переноса, выходных диффузионных областей четырех ячеек устройства ввода фрагментов, обеспечивает возможность увеличить площадь затвора накопления до (2х - 3х) площадей элементарной ячейки устройства считывания. Это позволит увеличить зарядовую емкость затвора накопления до (1-4)•108 электронов для ячейки с размерами 50х50 мкм, в зависимости от толщины подзатворного диэлектрика под затвором накопления. Известно, что обнаружительная способность растет, как корень квадратный из времени накопления, следовательно, увеличение зарядовой емкости затвора накопления обеспечивает возможность увеличить время накопления и, следовательно, обнаружительную способность ФПУ на их основе. Увеличение времени накопления также снижает требования к пропускной способности измерительного канала. Таким образом, увеличение зарядовой емкости устройства считывания позволит реализовать двухмерные фотоприемные матрицы, предназначенные для работы при больших фоновых нагрузках, больших 1015 фотонов/см2, а также увеличить степень интеграции.
The proposed technical solution has the following advantages:
1. The reduction in the number of electrodes in the cell of the reader, in particular the combination of accumulation gates, transfer gates, output diffusion regions of the four cells of the fragment input device, makes it possible to increase the area of the accumulation gate to (2 x 3 x ) the unit cell area of the reader. This will increase the charge capacity of the accumulation gate to (1-4) • 10 8 electrons for a cell with a size of 50x50 microns, depending on the thickness of the gate insulator under the accumulation gate. It is known that the detection ability grows as the square root of the accumulation time, therefore, increasing the charge capacity of the accumulation shutter provides an opportunity to increase the accumulation time and, therefore, the detecting ability of FPU based on them. Increasing the accumulation time also reduces the bandwidth requirements of the measuring channel. Thus, an increase in the charge capacity of the reader will allow the implementation of two-dimensional photodetector arrays designed to operate at high background loads, large 10 15 photons / cm 2 , and also increase the degree of integration.

2. Предлагаемое устройство обеспечивает дополнительную возможность в одном цикле накопления считать (суммировать) фотосигналы с любых двух либо одновременно с четырех фотоприемников, одного фрагмента. Это дает дополнительные возможности в области обработки фотосигналов, в системах распознавания образов и т.д. 2. The proposed device provides an additional opportunity in one accumulation cycle to read (sum) the photo signals from any two or simultaneously from four photodetectors, one fragment. This gives additional opportunities in the field of photo signal processing, in pattern recognition systems, etc.

Claims (1)

Устройство считывания на приборах с зарядовой связью для двухмерных приемников изображения, выполненное на полупроводниковой подложке и содержащее матрицу ячеек входных устройств, каждое входное устройство содержит входную диффузионную область противоположного подложке типа проводимости и расположенные на слое диэлектрика первый входной затвор, второй входной затвор, затвор накопления, затвор переноса, выходную диффузионную область, образующие цепочку зарядно связанных элементов, столбцевую шину считывания, формирователь строчных управляющих напряжений, многовходовой коммутатор, шину управления первым входным затвором, шину управления вторым входным затвором, шину управления затвором переноса, отличающееся тем, что матрица входных устройств выполнена из фрагментов, состоящих из 4 ячеек входных устройств, каждая ячейка фрагмента дополнительно содержит вторую шину управления первыми входными затворами, вторую шину управления вторыми входными затворами, причем затвор накопления, затвор переноса, выходная диффузионная область выполнены общими для всех ячеек фрагмента, первые входные затворы первой и второй ячеек устройств ввода фрагмента соединены с шиной управления первыми входными затворами, первые входные затворы третьей и четвертой ячеек устройств ввода фрагмента соединены с дополнительной шиной управления первыми входными затворами, вторые входные затворы первой и третьей ячеек устройств ввода фрагмента соединены с шиной управления вторыми входными затворами, вторые входные затворы второй и четвертой ячеек устройств ввода фрагмента соединены с дополнительной шиной управления вторыми входными затворами. A reader device for charge-coupled devices for two-dimensional image receivers, made on a semiconductor substrate and containing a matrix of input device cells, each input device contains an input diffusion region of the opposite conductivity type substrate and a first input gate, a second input gate, an accumulation gate located on the dielectric layer, transfer shutter, output diffusion region, forming a chain of charge-connected elements, read column bus, line shaper x control voltages, multi-input switch, control bus for the first input gate, control bus for the second input gate, control bus for the transfer shutter, characterized in that the matrix of input devices is made of fragments consisting of 4 cells of input devices, each cell of the fragment additionally contains a second control bus the first input gates, the second control bus of the second input gates, and the accumulation gate, the transfer gate, the output diffusion region are common to all cells fr the first input gates of the first and second cells of the fragment input devices are connected to the control bus of the first input gates, the first input gates of the third and fourth cells of the fragment input devices are connected to the additional control bus of the first input gates, the second input gates of the first and third cells of the fragment input devices with the control bus of the second input gates, the second input gates of the second and fourth cells of the fragment input devices are connected to the additional control bus of the second and gate input.
RU96102300A 1996-02-07 1996-02-07 Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices RU2119697C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96102300A RU2119697C1 (en) 1996-02-07 1996-02-07 Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96102300A RU2119697C1 (en) 1996-02-07 1996-02-07 Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96102300A RU96102300A (en) 1998-05-10
RU2119697C1 true RU2119697C1 (en) 1998-09-27

Family

ID=20176613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96102300A RU2119697C1 (en) 1996-02-07 1996-02-07 Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2119697C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239915C2 (en) * 2002-12-15 2004-11-10 Институт физики полупроводников Объединенного института физики полупроводников СО РАН Ccd reader for two-dimensional image detectors

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283451A (en) * 1989-03-14 1994-02-01 Thomson Composants Militaires Et Spatiaux Optical sensor exhibiting a reduced smearing effect
US5286988A (en) * 1991-06-21 1994-02-15 Sony Corporation Charge coupled device image sensor
SU1044204A1 (en) * 1982-03-18 1995-06-19 Институт Физики Полупроводников Со Ан Ссср Multi-channel device for reading out of charge-coupled device
SU1625292A1 (en) * 1989-03-07 1995-10-20 Институт Физики Полупроводников Со Ан Ссср Reader based on charge-coupled devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1044204A1 (en) * 1982-03-18 1995-06-19 Институт Физики Полупроводников Со Ан Ссср Multi-channel device for reading out of charge-coupled device
SU1625292A1 (en) * 1989-03-07 1995-10-20 Институт Физики Полупроводников Со Ан Ссср Reader based on charge-coupled devices
US5283451A (en) * 1989-03-14 1994-02-01 Thomson Composants Militaires Et Spatiaux Optical sensor exhibiting a reduced smearing effect
US5286988A (en) * 1991-06-21 1994-02-15 Sony Corporation Charge coupled device image sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
5. Rode J.P. Hybrid Hg Cd Te Arrays, SPIE, v.443, 1983, p.120-130. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239915C2 (en) * 2002-12-15 2004-11-10 Институт физики полупроводников Объединенного института физики полупроводников СО РАН Ccd reader for two-dimensional image detectors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0042218A1 (en) Semiconductor image sensor and a method of operating the same
JPS5850030B2 (en) Photoelectric conversion device and solid-state imaging plate using it
US4360732A (en) Infrared charge transfer device (CTD) system
US4242706A (en) Visible light and near infrared imaging device
US5355013A (en) Integrated radiation pixel detector with PIN diode array
US5442176A (en) Infrared detector array
GB1596978A (en) Monolithic extrinsic silicon infrared detectors with charge-coupled readout
RU2054753C1 (en) Reading set based on charge-coupled devices for two-dimension image receivers
JP2771221B2 (en) Photosensitive dot matrix
EP0281011A2 (en) Edge-illuminated impurity band conduction detector arrays
EP0744085B1 (en) Electromagnetic radiation imaging device using thin film transistors
US4974043A (en) Solid-state image sensor
RU2119697C1 (en) Two-dimensional image-receiver reader built around charge-coupled devices
US4321486A (en) Photodetector signal control in charge transfer device imager
JPH07264485A (en) Imaging device
JPH09275201A (en) Solid-state image pick up device
EP0498664B1 (en) Solid-state imaging device
GB2208256A (en) Infra-red radiation imaging devices and systems
RU2239915C2 (en) Ccd reader for two-dimensional image detectors
US4994876A (en) Light detecting element and light detecting array
Gibbons et al. Status of CID InSb detector technology
GB2175478A (en) Photosensor array
CN114664874A (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
US4812668A (en) Multiplexer elements for photovoltaic detectors
US7501634B1 (en) Method and system for distribution of an exposure control signal for focal plane arrays