Фотоприймач

Реферат: UA 76593 U UA 76593 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до напівпровідникової електроніки, а саме, до конструкції фотоприймачів, і може бути використана в пристроях вимірювальних приладів, автоматики та оптичного зв'язку. Відомі конструкції фотоприймачів на базі одноперехідного фототранзистора (ОФТ), який увімкнено в схему генератора релаксаційних коливань, вихідним параметром якого є частота коливань. Вона збільшується із зростанням світлового потоку Φ через зменшення напруги включення UB ОФТ при освітленні [1]. Найближчим аналогом (прототипом) корисної моделі є фотоприймач на базі генератора релаксаційних коливань з конденсатором С в ланцюзі емітер-база, який заряджується через біполярний фототранзистор (БФТ) (фіг. 1) [2]. Із зростанням світлового потоку Φ зменшується напруга включення UB ОФТ і збільшується фотострум ІФ крізь БФТ. Це призводить до збільшення частоти f(Ф) відповідно до формули I (1) f Ф . CU B Недоліком цього фотоприймача є слабка фоточутливість в області малих світлових потоків. В основу корисної моделі поставлено задачу збільшення фоточутливості фотоприймача. Технічним рішенням задачі є використання в схемі фотоприймача як конденсатора МДНструктури (метал-діелектрик-напівпровідник), електрична ємність якої зменшується із зменшенням напруги. Робота фотоприймача ілюструється схемою генератора релаксаційних коливань на основі ОФТ (фіг. 2). При включенні генератора конденсатор С МДН (МДН-структура) заряджується крізь БФТ до напруги включення UВ емітера ОФТ, після чого ОФТ включається і конденсатор СМДН розряджається крізь ОФТ. Далі процес зарядження-розрядження повторюється. Оскільки конденсатор заряджується до напруги UB, яка зменшується при освітленні ОФТ, то зменшення UB призводить до одночасного зменшення електроємності конденсатора, що додатково зменшує знаменник у формулі (1) та забезпечує зростання фоточутливості. Таким чином, якщо в прототипі при освітленні зростає струм Іф і зменшується напруга UB (формула 1), то в фотоприймачі, який пропонується, одночасно із зменшенням напруги UB ОФТ відбувається додаткове зменшення ємності СМДН, що і забезпечує зростання фоточутливості. Експериментальна перевірка роботи фотоприймача відбувалась із використанням кремнієвого ОФТ, який входить до складу оптопари типу АОТ102 (випромінювач - арсенідгалієвий діод) та кремнієвого БФТ, який входить до складу оптопари типу АОТ123 (випромінювач - діод на базі твердого розчину галій-алюміній-арсен). як МДН-конденсатор (СМДН) використано Al-SiO2-Si структуру, що була виготовлена промисловим способом на пластині кремнію КЕФ-4.5 з орієнтацією поверхні (111). Спочатку пластина оброблялась кип'ятінням в толуолі (10 хв.). Для видалення природного оксиду проводилося травлення в слабкому водному розчині плавикової кислоти. Підзатворний діелектрик (SiO 2) товщиною 30-100 нм одержували термічним окисленням при 1000 С. Металевий польовий електрод (Аl) 2 площиною ~0,4 мм наносили на діелектрик резистивним напиленням в вакуумі. Після формування МДН-структури провадили відпал її в середовищі азоту при 475 °C. На фіг. 3 показано вольт-ємнісну характеристику МДН-конденсатора, зміряну на частоті 1 МГц. Видно, що при зменшенні позитивної напруги на металевому польовому електроді (режим акумуляції) ємність МДН-конденсатора зменшується. Перевірка роботи фотоприймача показала, що його чутливість майже в 4-5 разів вища, ніж чутливість прототипу з використанням звичайного конденсатора, ємність якого не залежить від напруги. Технологія одержання МДН-конденсатора не відрізняється від технології звичайних конденсаторів (прототип) і інших мікроелектронних пристроїв на базі МДН-структур і він може бути виготовлений на будь-якому підприємстві електронної промисловості. Джерела інформації: 1. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. - М.: Радио и связь.1990.- С. 180-185. 2. Патент України № 58429 "Фотоприймач". МПК Η01L 31/10, 11.04.2011. Бюл. №7, 2011 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Фотоприймач, що містить генератор на одноперехідному фототранзисторі, в електричний контур емітера якого ввімкнутий конденсатор, який відрізняється тим, що як конденсатор використовується МДН-структура, електрична ємність якої зменшується із зменшенням напруги. 1 UA 76593 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2