401298

Г фСоюз СоветскихСоциалистических Республик ОП ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ(И) М. Кл. Н 05 те 33/16 с присоединением заявкиГосударственный иамитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 19.06.75 К. ф. Берковская, Н, В, Кириллова, Л. А. Пекный, Б, Г, Подласкин,изобретения С. С. Мескин н В. Н. Равич(71) Заявитель Ордена Ленина физико-технический институт им. А, ф. Иоффе(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СКАНИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ.1Изобретение относится к распределенным излучателям света с управляемой площадью ,и конфигурацией излучающей поверхности. Оно может быть использовано в качестве светового индикатора, таблотэкрана и в паре с распределенным фотоприемником в качестве оптоэлектронных генераторов си,гналов сложной формы, коммутатора, дешифратора, сумматора, сдвигового регистра, ячейки памяти и т. п, ОВ известных устройствах управление люминесцентными панелями или матрицами инжекционных светодиодов осуществляется от внешних схемных коммутаторов, снабженных постоянными запомьнающими уст ройствами, в которых зафиксирована программа смены йзлучающйх конфигураций, Когда каждый элемент излучателя имеет самостоятельный электрический вывод, перестройка программы управления требует . 20 перекоммутации этих выводов. Если для, упрощения изготовления и увеличения надежности взаимные соединения элементов произведены внутри матрицы и число электр рических выводов значительно меньше чис ла элементов, смена программы управленйяневозможна,Предложенный преобразователь отлича.ется тем, что излучатель содержит фотодиоды, включенные между делителем напряжения и светодиодами, при этом одноименные области свето- и фотодиодов соединены между собой.Конструкция позволяет обеспечить по,элементное управление интенсивностьюизлучения при минимальном числе электрических выводов и максимальном упрощении внешнего схемного коммутатора,вплоть до замены его в некоторых случаеях генератором пилообразного напряжении.На фиг. 1 изображена принципиальнаясхема преобразователя, которая соответст"вует. варианту изготовления излучателя,вивалентной схемой преобразователя в случае его выполнения в виде пространствендто-распределенной панели; на фиг, 2, а, б,приведены два варианта конструктивноговыполнения преобразователя в виде панелей с распределенными параметрами (на,фИГ,:2"т-аДепитЕЛЬ ПОСТРОЕН ПО ЛИНЕйиоГ,тму закону, и скяниррвание осуществляетсяполуплоскостью, на фиг. 2, б делитель не:линеен, и сканированиеосуществляетсярасширяющейсч концентрической окружно: - ;стью); на фцг, 3 показан Вариант Выполнения прибора с частцчно.распределегнымипараметрами,Преобразователь содерхшт светодиодыД г Д, Д, фОТОдцод г Д , Дт Л.,1 2делитель напр якения, сОс оя 1 гл Й цз алевМ 8 НТОВ 2, Рд 1" 1. т. Делитено ПОДСПО-.Ч 8 Н ИСТОЧНИК УПРЯВЛЯ 10 ЩЕГО СМ 8 шепт 1 Яа к обнему для Всех ттотолттОлогупрКОНТЯКТУ И К ДЕЛНТЗЛЯ, ЦС.Тот 1 гДИК 01 тггп 8;.- ния Е, Фотодиоды освегецгы нос стон:.слНИЫ ИСТОЧНИКОМ ЦЗЛУЕПЦЯ, "Сг-;Ет Етг: 1;О. тОДНОДЫ ВСЕХ ТЕХ ЗЛЕДЕНТЯРНтЫХ ЛЧеек ДД, СВгттодтгоцтц КОтОрт,Х ггот"гН,:- ИЗЛуЧатЬ ХОтя бЫ В адней цЗ СЛЕНяотцтгХ друг друга цзлучаоних конфигурациях,ИСтОЧННК танряжЕГтя О ОбесПЕЧц-.утрЯ 8 Т ИНдцвдуаЛЬН 08 Нанртжацте ",а Катт гПтот элементарной ячейке Д; . О, Р нс.сп. НЫЙ МОМ 8 НТ ВРЕМени ЦСТСЧН гк ", Созпа"дет на всех элементарных ячейках орипаТЕЛЬНОЕ СМ 8 ШЕННЕ ВСЕ СВЕтгоцОД, За= ПЕрты, фатОПИОдЫ ОТ г:,Ь,: -.СК -ергЗЗ плей= ГКУ ОГРаНЦЧЕН ЗатОРНЫ:Л тоно . - :; - . Тот;.:О;,т. ИЗЛУЧЕНЦ 8 отСУТСТВттзгп 1В домет врзд е: ссг. до инга бтьг ь СцптЕЗцрОВЯПЯ ПЕрвая ВЗ.Гучтдицат " Нлтп:у Рапнл, ЗпаЧЕНЦЕ Во.ггт - , т . гтгС;КОН,СС бОЛЬШЕ ЗпягЕНя НЯНЕпц т аттр-, .С,тг.тИСТОЧНИКЯл д и -ттг -;,г т - гпгтгтгДЕЛИТЕЛЯ, НО МЕНЬтиЕ, Че: ПгЯГгеНЦЕ На:РЯжения на лвух элементах н и тт "а,1. "2:.,=: д1.кИм образом энемедтарная лче.ка,Л;.",ДОКЯЗЫВЯ 8 ТСя ПОГГ Положит =ттвттк,т Сттт С;ЕттиЕМ (СВЕТОДЦОП Д; отстгн-.:. Сготгтгцткот,г тЗЯКРЫТ, ТОК Ч 8083 Я лей КУ ОНГ.елаЛет,.тфОтитОКОМ Г В остаптиц:.дпо-прежнему опреде 1 еСл 0" .светодиодов),ЕСЛц Лрц Такед расн 1 тегв " Г ттц - .,; ННця На яЧЕйкаХ фОТОдцап Д ГС в ;-Н"-, афОтОТОК 1.,; г ГД 8 , те т: - К .ф "ф.О" ф, 0на прямо о тока, обеснечиватсшегп;.0 кнмГЕНЕРЯПИИ ИЗЛУЧЕНИЯ Цз Р: т. -Н 8 РЕХОпасветодиода Д , то чейка,Д; . Д; зу:.чает, Ня основе светодиодов, Входлнчх всостав атой ячейки (сттеолодь.п 1 т;,быть Вкл 10 чены паРаллтвльно ДРУГ ДРУГУ) гили на основе. участка пространственно, распреде,а ". едетепой структуры, соответствующе,,ГО яЧЕйКЕ Дт, - Д, фОрМИруЕТСя ПЕрЬаякиз - . гчаюшая конфигурацияИнтенсивностьйЗДУЧЕНИЯ РЕГУЛЦРУЕгСЯ ИНТЕНСтВНОСТ.Ю а.,Свег 1 СИ фатопцоДОВ,Б СЛЕгУЮШИй МОМЕНТ ВРЕМЕНИ ВЕЛИЧПНадЕ изменяется так, что следующая ячеикасмй Д - Д ОКЯЗЬНВЯСТСЛ тзлуЧЯ 0 ШЕй, ЕСЛИ ЕЕ2 2фатОДИОДЫ ОСВеитЕП, На ОСНОВЕ СВЕтОДИО.дов ячейки Д, - Д и светодиодов ячейкиД - Дформируется вторая излучающая1Ооптцгураня. В соответствии с цз.лененц8 М Ве 11-ЛНЫ Е ВОрстЛепт НЗМВНЛгтсяСДНС ттЯРтоС Т СМеШецня ЦЯ и ЧЕ гтСЯХ И ОСУ гЦЕ,слвтяеся скя 11 црованц Излуч 8 гия, про фцесс продолжается Вредс Т, равное нерцопу чзменения напряжения ЕЗа это врес тслмя высвечивается весь набор излучающихконфигураций К, где г равно тислуЗг.Ет 81 ТЯРНЫХ ЛЧЕЕК.ЯТас., простейшем случае при линейномДЕЛНТЕЛЗ НаНРЛт 8 НИЯ 1, , ", -., ЛЦг-г 4Нтзтгпог ИЗд.:81 ЕНгц анрякеПЛя 1- = ", г.СМ СМ. 0щг раВНОМериой раСВЕТКЕ ВСЕХ фОТОПИОДОВ и ПОГ,:18 ДОтатеЛтОД РаСПОЛОжЕНИИ СВС Тот ПОДО тгВ СПНСгй СТООКЕ За ВрЕЛя 1 Грапцпа тг 81 т ттг). Ю 1 Л 1".: Элед 8 НТОВ РЯВНОт 8 Рто ПЕРОМ 8 Цае" с од;сно края излучателя к другомуЯ ГтцскрвттЬХ НОтОг 81 цт,.,ЬН 1 тянгтлгпепгтт цзлуЧТея а ОСНОВЕтатгт,гг т, растродет 0 нттдги гагтгттетрстгтццтт 1-:,роль диодов ДД . , НтЭЕТ РЯСНРЗДЕЛЕННЫЙ Р-т -ПЕРЕХОД гг, ароль светодиодов - распределенный переход Г.э и нерехолы Ооразованы слолдн 12:2 т 2 с чередутонейся проводи:,сстью,Слгой 1 ВЫНОЛяет роЛЬ,ПЕ 1 ИТ 8 ЛЛ 1 Гт; ,ц С;го.". 3. - Обл 8 ГО КОНтакта КО ВСЕМ С:ВЕ 45 ТСПНОДЯМ, СтгОй 2 - ПОУЦЗОЛИРУКтцПИ,Е 0 ОдиЕСКОВ СОпрОтнВЛЕНИЕ ВПОЛЬ Сг-ГттуС -, тчтт 1 мнОГО бОлг,не Омцчес 1 ОГО сопротцв=- /тсццл погерес стр 1 т кнурь тагг чс 0 с нгтавег- Лцват аигьтвялеи Нас скада ПгрвобраЗСтваГетЛ.юг тир- ггггттвттеггт 1 пЯ дипт пе оазовые об:тЯС 1 ц алеМЗН 1 арти,Х Лгтев цзотцроВЯГЫдруг от друга, Струсттура снабжена кон=ТЯКТЯМЦ 4 г 5, 6, К КОТОРЫМ СООТВ 8 ТСТВЕН:НО ГодтКтЮЧ 81 Ы ИСТОЧНИКИ ЧЯППЧКВНИЯб 5 Е цсмупрг.080 браЗОВЯТЕЬ МОЖЕТ бЫтЬ ВЬПтОЛНЕНЧтСТтНОРЯСНР 8 ЕЛРГСЛЬДЛИ ГгаРЯД 18 ТРЯДЦ, причем область одного типа проводимости,общая дпя всех фотодиодов, разделена областью того бе типа, но пониженной проводимости, эти области соединены междусобой через дцскретные участки противополобного типа проводимости.Такая конструкцияПреобразоватепяпозволяет повысить квантовый выход излучения, .так как обе области непосредственно прил 1 ьткающие к участкам Р -перехо:.да, изпуча 1 ощцмсвет, могут быть выпоп.иены нцзкоомнымц,Например, если в качестве изолирующего монокристалпа выбранС аЛ 8, то общая дпя всех фотодцодов и общая дпявсех светодиодов р-обпасти могут бытьизготовлены пегцрованцем, а дискретные;участки 11, -типа- пегированием теппуром.На фцг. 3 показана конструкция преоб:разователя такого Варианта выполнения,Попупровод 1 п 1 ковая структура имеет трцслоя 7, Я, 9, чередующихся по знаку про:водцмости, Общий дпя всех фотодцодоьепой 7 выпопнен на одной из граней мо=нокристаппа, 11 а перпендикулярной ейграни сформулированы 1 Ч дискретных.участков Я, а на грани, параллельной слою7, спой 9, спубащий областью, общей дпяВсех светодиодов,Собственно р- т 1 -переходы, форл 1 цруо-щце фоО 11 цогВ 1 ц светодиоды, образовань 1концами дискретных участков Я, перекрывающихся слоями 7 ц 9.Дискретные р= 1. -переходы Р образу 1от фотодцоды, а дискретные р- р, -перехо 1 Ы Р, - светодиоды. Слой 7 цзопирсванОт слоя Я областью 10,Г 1 ри выпоппекпц преобразоватепя на основе одного полупроводникового материапа, пегирова 1 пгого примесями, длина вспны излучения управпяю 1 цй подсветки и сканируемого изпучечия близки друг к другг. При изготовпен 1 ц Всех областейСТРУКТУРЫ ИЗ ПО 1 1 ПРОВОД НУ КОВЪ 1 Х М атее 1= алов с разпичнои шириной запрещентгайзоны, например чри формировании гетеро переходов, длина волны управляющего све:- Отпцчается От длины Вопны ска 1 п 1 руел 11 го излучения, и преобразоватепь может,быть использован в качестве сканируемогопреобразоватечя изображения,Предмет изобретения51, Полуровод 1 цковый сканируемыйпреобразователь цзобрабения, содержащий де- нцтепь напря 1 кегп 111, снабженный контактами дпя подкпггоченця цсточ 1 П 1 ка постоянного1 й сл 1 ещения ц источника управляющего напряжения, и светодиоды, соединенные междусобой так, что области одного из типовпроводимости имеют общий контакт, о ти и ч а ю 1 ц и й с я тем, что, с цельюОбеспечения возможности оперативного поэпементного управпенцч интенсивностьюцзпученця светодиодов, он содержит фотодцоды, вклю 1 енные между депцтепем напряжения и указанными светодцодалп 1, приэтОм сОедццены Одно.1 л 1 енные Области прОВодимостц с 3 ето фотодиОдОВ,2. Преобразователь пр п, 1, о т и ич а ю щ и Й с ям чт 05 с целью повыщения квантового выхода, он выпопнен в -д виде единого моноблока, причем областьодного типа проводимости, общая для всехсветодиодов, и область того бе типа проводимости, общая дпя всех фотодиодов, раздепены областью того бе типа, но пони- ибепной проводцл 1 остц, ц соединены междусобой через дискретные участки противопопобного типа проводимости.3, Преобразоватепь по пп. 1 и 2, о тпичаю щи йс я тем,. чтоонвыпопЯнен на Основе л 1 О 11 кр 11 стапла, попицзопцрующего ьаЛя, р-обпастц, общие дпя всех светодиодов и общие дпя всех фотодиодов, выполнень из С г 1 А, пегировг 1 нпого, например, кренлИиел 1, а дискретные кучастки 1 Ъ-типа проводимости выполнены из Ъ 48, легированного, например,теппуром.4, Преобразователь по пп. 1 и 2 о ти и ч а ю щ ц й с я тем, что, с целью обеспечения возможности управпения От :,источника света с дтьцной ВОлны, Отличной От длины Воины, излучаемой светодцодг 1 ми, общие области светодиодов, общие области фотодиодов и соедцнитепьные участки выполнены из попупроводниковых материапов цйг различной шириной запрещенной зоны.401298 Зализ фМОУ Тираж Изд. Ъ 83 Подписное 111 Н 1 ЮИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 11 редприятие с 11 атентз, Москва, Г 59, Бережковская иаб., 24 С, КоленковСоставительРедактор 1,1 ыбапсва Техред 11,Ханенковн Корректор Л,Е 1 ахина