0,1 о,г 0,4 т Z ч 10 20 но wo

Рис. 22.9. Световые характеристики видикона при различных напряжениях на сигнальной пластине (t/c, п1 > с, т > с, пз)

конденсаторы будут разряжаться в разной степени в интервалах времени между коммутациями. Вследствие этого на поверхности мишени образуется положительный потенциальный рельеф.

Электронный луч, обегая мишень, доводит поверхность всех ее участков до одинакового потенциала, равного потенциалу катода. Как и в суперортиконе, считьшающий электронный луч оставляет на освещенных участках фотослоя больше электронов, чем на затемненных. Таким образом, токи дозаряда элементарных конденсаторов, возникающие в процессе развертки потенциального рельефа электронным лучом, несут в себе информацию о распределении освещенностей на фотокатоде. Перезарядный ток, протекая через резистор нагрузки, образует напряжение видеосигнала.

К достоинствам видиконов следует отнести высокую чувствительность, простоту конструкции и настройки. Использование в видико-нах фотопроводящих материалов с большим квантовым выходом позволяет создавать трубки малых габаритных размеров без ухудшения ее качеств.

Существенным недостатком видикона является его инерционность, проявляющаяся при передаче быстро движущихся объектов в виде снижения четкости и контрастности изображения. Инерционность резко уменьшается при увеличении освещегаюсти.

Световая характеристика видикона (рис. 22.9) зависит от свойств мишени, напряжения на сигнальной пластине и тока луча.

В плюмбиконе в отличие от видикона фотомишень состоит из трех слоев и представляет собой р-!-и-структуру (рис. 22.10). Проводящее прозрачное покрытие - сигнальная пластина 1, как и в видиконе, нанесено на внутреннюю поверхность планшайбы трубки 5. Слой 2 (полупроводник и-типа) прилегает к сигнальной пластине, а слой 4 (р-типа) обращен к развертывающему лучу. Между двумя этими слоями расположена область i с собственной проводимостью 3. Эта область выполняется из окиси свинца толщиной 10-15 мкм и имеет упорядо-

ченную кристаллическую структуру в виде иголок размером 0,1 X X 0,1 X 1,0 мкм, расположенных перпендикулярно мишени. Темповое сопротивление области г около 10 Ом см. На сигнальную пластину подается небольшое положительное напряжение +20 30 В относительно катода. Если учесть, что на первый и второй аноды подводят напряжение 300-500 В, то развертка фотомишени осуществляется медленными электронами.

Рассмотрим работу плюмбикона. Пусть поверхность мишени не освещена. При развертке мишени лучом потенциал ее доводится до равновесного значения, равного потенциалу катода, т. е. нулю (режим медленных электронов). При этом происходит заряд элементарных конденсаторов.

При проецировании на мишень оптического изображения носители тока (электроны и дырки), возникающие в области /, проходят ее, не рекомбинируясь. Такое прохождение носителей тока обусловлено высокой напряженностью электрического поля и малой концентрацией ловушек. Под последними следует понимать примесные атомы, захва-тьшающие электроны или дырки. Генерируемые при освещении фотомишени носители тока разряжают элементарные конденсаторы, а на поверхности слоя 4 образуется потенциальный рельеф. При считьшании потенциального рельефа, так же как и в видиконе, на резисторе нагрузки образуется напряжение видеосигнала.

Плюмбикон по сравнению с видиконом имеет ряд преимуществ: высокую чувствительность, соизмеримую с чувствительностью с)шер-ортикона, низкую инерционность, линейную световую характеристику в широком диапазоне освещенностей, спектральные характеристики, близкие к кривой чувствительности глаза. Эти достоинства обеспечили применение их в современных камерах цветного телевидения.

Кремникон имеет мишень, состоящую из сверхминиатюрных фотодиодов (рис. 22.11). Основой мишени служат пластина кремния толщиной приблизительно 20 мкм с проводимостью и-типа. При изготовлении мишени используется метод планарной технологии кремниевых интегральных схем. На поверхности, обращенной к прожектору, формируются области с проводимостью р-типа, образующие с кристаллом кремния мозаику фотодиодов. Противоположная сторона пластины имеет потенциал 10-15 В относительно катода прожектора.

При коммутации мишени сфокусированным пучком медленных электронов р-области доводятся до равновесного потенциала, равного потенциалу катода. При этом диоды матрицы приобретают смешение в обратном направлении, происходит заряд элементарных конденса.-торов - диодов.

При проецировании на мишень оптического изображения в ее теле генерируются пары электрон-дырка, которые эахватьшаются внешним полем мишени и разряжают элементарные конденсаторы. Степень разрядки пропорциональна освещенности элемента. Формирование сигна-

Рис. 22.10. Мишень плюмби-кона

Рис. 22.11. Мишень кремни-кона

область пространственного заряда

СВет

ла в кремниконё аналогично плюмбикону и стандартному видикону. Важным свойством рассматриваемой трубки является отсутствие выжигания мишени при длительном воздействии значительных освещенностей.

Суперкремниконы являются модификацией кремникона. В них осуществлено электронное усиление сигнала за счет переноса изображения подобно известной передающей трубке - суперортикону. Суперкремниконы обладают высокой чувствительностью (1СГ лк), сравнительно небольшой инерционностью и достаточно высокой разрешающей способностью. Несложная конструкция, небольнше размеры и масса трубки, а также надежность в эксплуатации делают их перспективными приборами.

Контрольные вопросы и задания

1. Чем объясняется повышение чувствительности в передающих трубких, работающих с использованием накопления заряда?

2. Как происходит образование и усиление видеосигнала в суперортиконе?

3. На каком физическом явлении основана работа мишени видикона?

4. Нарисуйте эквивалентную схему видикона и объясните образование сигнала в нем.

5. Назовите достоинства и недостатки видикона, его применение.

6. Поясните назначение / -слоя в плюмбиконе.