Способ определения координаты светящегося тела

Способ определения координаты светящегося тела

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТЫ СВЕТЯЩЕГОСЯ ТЕЛА, заключающийся в том, что помещают полупроводниковую пластину в электрическое поле, перпендикулярное падающему на полупроводниковую пластину световому потоку, а координату светящегося тела определяют по параметру фототока , возникающего в полупроводни ковой пластине при падении светового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения координат, в электрическое поле помещают пластину с толщиной , переменной в направлении, перпендикулярном падающему световому потоку, осуществляют модуляцию светового потокаj а координату светящегося тела определяют по времени релаксации Фртотока. при этом . АЛ.. V 1 где .и длительность модулирующего импульса; . ., р. - время релаксации фототока . 2.Способ ПОП.1, о тлич аю (Л щ и и с я тем, что создают постоян-/ с: ное магнитное поле, перпендикулярное электрическому полю.

((9) (!! ) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5)) С 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ (21) 3441236/18-28 .(22) 17 ° 05.82 (46) 30.05.85. Bren.У 20 (72) А.П.Медвидь и А.И.Липтуга (71) Рикский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт .и Институт полупроводников АН УССР ($3) 531.7, (088.8) (56) Патент США N 3033073, кл.G Ol J 1/04,1965. (54) (57) ) .СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТЫ СВЕТЯЩЕГОСЯ ТЕЛА, заключающийся в том, что помещают полупроводниковую пластину в электрическое поле, перпендикулярное падающему на полупроводниковую пластину световому потоку, а координату светящегося тела определяют по параметру фототока, возникакщего в полупроводниковой пластине при падении светового потока, отличающийся тем, что,. с целью повышения точности определения координат, в электрическое поле помещают пластину с толщиной, переменной в направлении, перпендикулярном падающему световому потоку, осуществляют модуляцию светового потока, а координату светящегося тела определяют по времени релаксации Фототока. при этом (< м.и р. где „ „ - длительность модулирующего импульса;.

2.Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что создают постоян- ное магнитное поле, перпендикулярное электрическому полю.

Е 1

v=—

4>п с РФ

1 . Рр

v= — í н, с ч х

Ч".Р.4 с4Ф К=Ч(, ! I 1588

Изобретение относится к контроль-. но-иэмерйтельной технике и может быть использовано в фоточувствительных полупроводниковых приборах для регистрации световых сигналов. 5

Цель изобретения - повышение точности определения координат.

На фиг.1 схематически представлено размещение полупроводниковой пластины в электрическом поле и относитель-!О но светового потока; на фиг.2 — сечение. ZOY (на фиг.1 полупроводниковой пластины 1; на фиг.3 — размещение полупроводниковой пластины в электромагнитном поле; на фиг,4 — сечение

Z О Y на фиг.3.

Способ определения координаты светящегося тела реализуется следующим образом.

Контакты 1 подключаются к облу.чаемой световым потоком 2 полупроводниковой пластине 3.

При облучении световым потоком 2 широкой грани полупроводниковой пластины 3, лежащий в плоскости ХОУ, 75 на ней генерируются свободные носи тели заряда, которые создают фототок при подключении источника электрического поля к контактам 1 полупроводниковой пластины. В пластине 3 фотоносители диффундируют во все стороны от точки падения С светового потока 2 на поверхность пластины 3 (фиг.21 ° Кратчайший путь, по которому фотоносители достигают гра- 35 ни 4 пластины 3 — прямая Ъс ., являю" щаяся перпендикуляром к атой грани (т.е, аЬс 90 ). Если с помощью модулирования создать прерывистый световой поток 2, то при прерывании 40 излучения фотоносители до.. тех пор определяют наличие фототока, пока они не достигают грани 4, где находится область с максимальной скоростью рекомбинации, обеспечиваю- 45 е щая быстрое исчезновение фотоносителей. Релаксация фототока определяется наииеньшей иэ двух скоростей:. скорости движения V фотоносителей к поверхности 4 и скорости поверх- 50 костной рекомбинации. Если в направ ленин движения носителей заряда находится область с высокой скоростью рекомбинации, то время релаксации фототока определяется временем достижения фотоносителяии этой области, т.е. временем достижения грани 4 (прохождения отрезка bc). Скорость

ЬЬ 2 диффузии фотоносителей определяется как

- диффузионная длина;

"о время жизни фотоносителей.

Если <асс 90, то уравнение движения фотоносителей имеет вид ю

Ч а р y - =Y 5$ll Ol

1 где Π— угол между гранью 4 пластины 3 и гранью, на которую падает световой поток 2.

Следовательно

Откуда видно, что при движении светящейся точки по поверхности плас- тины 3 вдоль оси Y время .4 релакРсации фототока линейно изменяется, так как изменяется путь носителей заряда к области с максимальной скоростью рекомбинации (т.е. изменяется величи- . на отрезка Ьс). Таким образом, координата Ч и время релаксации фототока связаны линейным соотношением.

При этом длительность модулирующе- го импульса должна быть намного меньше Тр.4

При помещении пластины 3 (кроме электрического ) в магнитное поле, перпендикулярное ему (,фиг.3), возникает сила Лоренца, направленная перпендикулярно грани пластины 3, на которую направлен световой поток 2, фошоносители под действием силы Лоренца дрейфуют к грани 4 в направлении действия силовых линий.

Скорость движения фотоносителей определяется в этом случае величиной электрического Е1, иагнитноI

ro H полей, а также дрейфовыми подвижностями электронов К„ и дырок р. (т.е. фотоносителей ) и имеет вид где С - скорость света.

При Lac& 90, имеем з I

Таким образом, координата Y u время р. релаксации фототока связаны линейным соотношением. Изменением Е » либо Н „ или Е„, Н „ можно управлять скоростью дрейфа фото158866

4 носителей, а значит и Ср, соответ. ствующим фиксированной координате, т.е. таким образом можно управлять временной разрешающей способностью, которая зависит и от угла a(.

i i. яя

Фиг. 2

Фие. J

I I 58866 ,I

Составитель Е.Глаэкова

Редактор Н.Воловик Техред.И.Надь ц,рректор И орректор И. ска

Закаэ 3572/4l . Тираа 651 Подвеисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам иэобретеиий и открытий

И3035,Иосква,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент",г.уагород, ул.Проектная,4