Оптимизация режима работы твердотельного фотоприемника в ближнем инфракрасном участке спектра
Аннотация
Показано теоретически и подтверждено экспериментально увеличение квантовой эффективности кремниевых фотоприемников в ближнем инфракрасном участке спектра 900...1100 нм при повышении температуры кристалла. Увеличение вызвано уменьшением ширины запрещенной зоны кремния при повышении температуры кристалла от 50 до 130 °С. Экспериментальное исследование темновых токов показало, что для КМОП-сенсоров фирмы "Sony" их значение аномально мало вплоть до температуры 130 °С. Таким образом, возможна оптимизация температуры кристалла фотоприемника по критерию отношения "сигнал/шум". Установлено, что при повышении температуры кристалла до 80…120 °С отношение "сигнал/шум" на длине волны 1064 нм увеличивается в 2-3 раза.
Ключевые слова
Об авторе
Д. А. Белоус
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
бакалавр техники и технологии по направлению "Радиотехника" (2015), ин женер кафедры радиоэлектронных средств
Россия
бакалавр техники и технологии по направлению "Радиотехника" (2015), ин женер кафедры радиоэлектронных средств
Список литературы
1. Pat. RU 2 022 251 C1. G01N21/61 (1990.01). Лидарный комплекс контроля загрязнения воздуха / A. B. Козырев, В. Д. Шаргородский; опубл. 10.10.1994. Бюл. № 3.
2. Кац Я. Г., Рябухин А. Г. Космическая геология. М.: Просвещение, 1984. 80 с.
3. Управление режимом накопления в твердотельных фотоприемниках / А. А. Умбиталиев, А. К. Цыцулин, А. А. Манцветов, В. В. Козлов, А. Е. Рычажников, П. С. Баранов, А. В. Иванова // Опт. журн. 2012. Т. 79, № 11. С. 84-92.
4. URL: http://www.sony-semicon.co.jp/products_en /new_pro/february_2016/imx253_255_e.html (дата обращения 06.05.2017).
5. Белоус Д. А. Чувствительность твердотельных фотоприемников в ближней инфракрасной области спектра при высокой температуре // Вопр. радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2017. Вып. 2. С. 41-47.
6. Анализ количества темновых электронов твердотельных фотоприемников при высокой рабочей температуре / К. В. Стрижнев, Д. А. Белоус, П. С. Баранов, В. Т. Литвин, А. А. Манцветов, В. А. Михайлов // Вопр. радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2017. Вып. 2. С. 31-40.
7. Varshni Y. P. Temperature dependence of the energy gap in semiconductors // Physica. 1967. Vol. 34, № 1. P. 149-154.
8. Physical properties of semiconductors / Ioffe Physico-Technical Institute (Saint Petersburg, Russia). URL: http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond (дата обращения 06.05.2017).
9. URL: www.npk-photonica.ru/images/icx429all2.pdf (дата обращения 06.05.2017).
10. URL: http://www.sony-semicon.co.jp/products_en/IS /sensor0/img/product/cmos/imx136lqj_llj.pdf (дата обращения 06.05.2017).
11. Durini D. High Perfomance Silicon Imaging. Fundamentals and Applications of CMOS and CCD Image Sensor. Amsterdam: Elsevier. Woodhead Pub., 2014. 450 p.
12. Image sensors and signal processing for digital still cameras / ed. by J. Nakamura Boca Raton. FL, USA: CRC Press, Inc., 2006. 322 p.
13. Носов Ю. Р., Шилин В. А. Основы физики приборов с зарядовой связью. М.: Наука, 1986. 318 с.
14. Приборы с зарядовой связью; под ред. М. Хоувза и Д. Моргана: пер. с англ. М.: Энергоиздат, 1981. 376 с.
15. URL: http://www.npk-photonica.ru/images/imx264 _265-pdf121219.pdf (дата обращения 06.05.2017).
16. Манцветов А. А. Чувствительность КМОП-фотоприемников с активным пикселом // Вопр. радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2014. Вып. 2. С. 18-24.
Рецензия
Для цитирования:
Белоус Д.А. Оптимизация режима работы твердотельного фотоприемника в ближнем инфракрасном участке спектра. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2017;(3):60-65.
For citation:
Belous D.A. Optimization of an Operation Mode of the Solid-State Image Sensor in a Short-Wave Infrared Region. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2017;(3):60-65. (In Russ.)
Просмотров: 324
Послать статью по эл. почте 