Введение к работе
Актуальность работы. Приборы с зарядовой связью (ПЗС) найди И про КОв ПРЛМН5!!!!Э 3 уОіроЯОТВОХ формирований СйГНОЛв ИЗО-
брачвнкя и устройствах обработки сигналов. Устройства формирования сигналов изобретения на основе ПЗС характеризуйся иисо-киии обнаруаителышК и разрепаюаеН способностью, лшюйностьа, стабильностью растра и однородностью оптоэлектронного преобразования, широким динаиичоскиы диапазоном. Високая степень интеграции « акалогоБыа характер представлении сигналов обеспечивают високу в производительность, а синхронизируемое управление и высокая точность гиполнвняя аналоговых операция - гысокую сгаоилыюсть и контролируемость характеристик усгроаств обработка сигналов на основе указанных приборов. Кроне того, ПЗС ииввт Емаокуп наличность, нвОолышэ разиври, технологична в изготовления. Для управления ПЗС требуется наСолыаан мощность при низкой напряжения патшіяя.
Кав изменю, ПЗС относятсп к из доли вц функционально! алэктроииии. Осномое функционально з свойство ПЗС заключается в способности выполнять пространсгзенно-зреігаїшое преобразование электрически или оптически вводимых в них сигналог, реализуемое » результате «октролируаиого переноса дискретных зарядовых пакетов. Для формирования, переноса и детектирования зарядових пакетов необходимы пори{.зрианив устройства, которыз обачно изготавливаются на осиона отдельных интегральных схаи (ИС), но иогут изготавливаться и на одном кристалле с ИХ. Очевидно, что размещение периІериЗішх устройств на одном кристалла о Г13С вследствие уменьшения числа НС а и*«совднмвни4 позволяет
- 4 -значительно уменышгь раэиеры и оіонмосіь, повисить помехоустойчивость и надежность устройств ш основе указанных приборов. Однако, шцносїь, выделяемая в периферийных устройствах, ограничивает возможность их размещения на одном кристалла с ПЗС. Крале того, создание удобных в эксплуатация, экономичных, технологически совместимых с ПЗС пери$ерішщх устройств является достаточно адогаой научно-технической проблемой. .
Требования к арострйнственяо-временшы характеристикам ПЗС и, следовательно, к их периферилным устройствам, а такае возможность юс разнесения на одной кристалле с ПЗС определяются область» применения последних а в значительной степени зависят от требовании к рвзрешвшш и точности преобразования ввсдкыьк в них сигналов. Таким образец, схемотехника устройств на основе DdC, в їси числа, со встроенными ьеркерийаыии у стропе і вами, охватывает широкий спектр вопросов, связанных как с созданием ИЗС-сгрукгур, выполняющих требусйоа преобразование сигщдов с аадшшьми разрешением и точностью, так к с созданием периферийных устройств, обесдечиваоюи: функционирование ПЗС и их сспря-аениб с другим функциояашлмв блоками.
К шетоякеыу времени в разработке устройств на основе СЗС достигнути значительные успехи. Уровень развития устройств на основе ПЗС йодно охарактеризовать рядом публикаций, содержащих описание малогабаритних телевиэаоннше и видеокамер, контрольно-измерительные устройств, КС на основе ЕЭС со встроенной периферийными устройствами, большая часть которых предназначена для телевизионных декодирующих устройстп. Однако, к началу выполнения настоящей диссертационной работы ряд вопросов, связанных со схемотехникой устройств на осново ПЗС, извел недостаточ-
- 5 -но широкое отражение в научно-технической литературе. Так, к началу выполнения настоящей диссертационной работы в открытых публикациях отсутствовали совдепия о предельной точности лрост-рапственно-врзценного преобразования сигналов в ПЗС, сведения о тепловых ограничениях к создании матричных фогочувствитель-ішх ПЗС (ФПЗС) оо встроенный» управляющими периферийными устройствами, сведения об отечественных интегральных линиях задержки (ЛЗ) на основе ПЗС со встроенными периферийными устройствами, пригодных для использования з телевизионных дг -одирую-цих устройствах си стен ПАЛ и СЕЇШ.І.
Диссертационная работа посвяцена решению указанных и ряда смежных проблем.
Цель работ. Цель работа закличалаоь в теоретическом анализа точности преобразования пространственно-временного положения сигналов функциональными устройствами на основе ПЗС, разработке типовій; функциональных элементов периферийных устройств, разиещаешх на одном кристалле с ПЗС, разработке отличающихся наличием встроенных периферийных устройотв шлогабарнтного формирователя сигнала иэобрааения на осного лакричного ФПЗС с за-данныгш функциональными сзойстваші и интегрально!! ЛЗ на основе линейного ПЗС, удовлетворявших заданным требованиям по гочности преобразования вводимых в них сигналов.
Научная новизна. Научную новизну работы составляют:
теоретический анализ точности преобразования пространственно-врсиенного полояения частотно-ограниченных сигналов функциональными устройствами на основе ПЗС;
подтвержденная экспериментально теоретическая иодель для оценки теплових ограничений матричных М!ЗС со ветровннцци периоде риНными устройствами;
- б -
результаты экспериментальных; исследований малогабаритного формирователя вигнала изобраиения, полученного в результате интеграции на одном кристалле матричного 4П30 и управляющих периферийных устройств;
результаты экспериментальных исследований интегральной A3 на основе ПЗС со встроенными периферийными .устройствами;
результати экспериментальных исследований типовых функциональных элементов периферийных устройств ПЗС.
Практическая ценность. Практическую ценность работы представляют:
теоретическое обоснование возможности применения ПЗС в контрольно-измерительных устройствах и устройствах обработка сигналов, рассчитанных на выполнение пространственно-временного преобразования частотно-ограниченных сигналов функциональными устройствами на основе ПЗС с точностью, значительно превышающей период дискретизации;
теоретическая модель для оценки тепловых ограничений матричных 4ПЗС со встроенными периферийными устройствами;
малогабаритный формирователь сигнала изображения, полученный в результате интеграции на- одном кристалле многофункционального матричного ФПЗС и управляющих периферийных устройств; .интегральная ЛЗ на ПЗС со встроенными периферийными устройствами для ШШ/СЕКАМ-декодера цветности;
библиотека типовых функциональных элементов периферийных устройств ПЗС, изготавливаемых по п-канальной МОП-технологии.
Использование полученных результатов в народном хозяйства. Полученные в ходе выполнения диссертационной работы результаты были использованы в двух НИР направления "Зскадра", НИР "Эмбарго", экспериментальные образцы интегральных Ji3 на основе ПЗС были
- 7 -внедрены на предприятии п/я Р-6052, где они использовались в НИР "ВДй" и в ОКР "МТЦИ-І", направленных на создание малогабаритного цветного гзлевизора.
Апробация работы. Основные резулътхы диссертационной работа докладывались:
ш /I отраслевой конкуренции молодих ученых и специалистов "Разработка и изготовление твердоіалїннх изделий электронной техника", Новосибирск, 1985 г.;
па Ш Всесоюзной конференции по вычислительной оптоэлектро- ' НШС8 "Проблемы опїичєоков памяти", Ереван, 1987 г.;
на отраслевом научяо-ївхническш семинара "Проектирование а изготовление МЭА.: ирсбдаш и перспективы", Москва, 1987 г.;
па ХШ отраслевой конференции молодых ученых у специалистов "Разработка и изготовлений твердотальцщ изделий электронной техники", Москва, 1986 г.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано тринадцать печатных работ, в том числе разделы в трех отчетах по НИР, чагнра статм, краткое сообщение, описание нзо-брегения к а.с.й 14-92373, гезисы докладов на трех научго-техии-чзсенх конференциях и однои научно-техническом семинаре.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Ока содеряит 161 страницу машинописного текста со списком литературы на 10 страницах, 77 рисунков на 41 странице, приложение на трех страницах.
