158324. lajstromszámú szabadalom • Fényérzékelő elem televízió képfelvevő cső számára
158324 3 4 raktározott töltést letapogató elektronsugár egyenlíti ki. A képfelvevő cső négyféle üzemmódban működhet: 1. az elektronsugár a működési periódus kezdetén ekvipotenciálisra tölti fel a szigetelő réteget, s így annak elemi kondenzátorain a potenciálkép kialakul. A működési periódus végén a potenciáleloszlást a letapogató elektronsugár kiegyenlíti, az elemi kondenzátor kisütő árama adja a képjelet. 2.' A szigetelő réteget igen kis energiájú elektronsugár tapogatja le. A szigetelő rétegen kialakult töltéskép a lokális potenciálértéknek megfelelően visszaveri a beeső elektronsugarat (reflexiós üzemmód). Ekkor minden letapogatás után segédelektronsugárral vissza kell állítani az alapállapotot. 3. A letapogató elektronsugár nagyenergiájú (1—20 kV). A nagyenergiájú elektronok a szigetelő rétegben nagy sűrűségben töltéshordozókat (elektron-lyukpárokat) hoznak létre, a szigetelőréteg ennek következtében vezetővé válik. Az egyes kópelemekhez tartozó elemi kondenzátorok töltése kisül; ismét a kisütő áram adja a képjelet. 4. Az elektronsugár a működési periódus kezdetés ekvipotenciálisra tölti fel a szigetelő réteget, és így annak elemi kondenzátorain a potenciálkép kialakul. A heteroátmeneten levő potenciál kellő megválasztásával elérhető, hogy az egyes képelemekben és a működési periódus folyamán az elemi kondenzátor töltését részben kisüti. Ebben az esetben az elektronsugár a letapogatás során az elemi kondenzátorokat újra feltölti; most a töltőáram adja a képjelet. A csatolt ábrán látható a képfelvevő cső egyik kiviteli alakja. A letapogató elektronsugár előállítására szokványos 6 eléktronágyut alkalmazunk, a sugár fokuszálására és eltérítésére a 8 mágnestekerccsel létesítünk mágneses teret. Más esetben tisztán statikus eltérés és fokuszálás is lehetséges. A 3 fényérzékeny elem vékony, 0,1—1 mm vastagságú félvezető egykristály vagy réteg, rajta igen vékony 0,1—10 /x vastagságú 5 szigetelő réteggel. Ez a szigetelő réteg a félvezetővel heteroátmenétet alkot. Minthogy a Ge és Si félvezetők a tilossávszélességüknél kisebb energiájú fotonokat átbocsátják, nehézfémeket (Fe, Co, Ni, Au, Cu, Ag) építünk be infravörös érzékenyítés céljából. A heteroátmenet fizikai működési elvéből következik, hogy a fotoelektromotoros erő kialakításában csak az átmeneti határréteg közelében levő kristálytartományokban generált töltéshordozók vesznek részt. Ezért például az 1. ábrán bemutatott kiviteli alakban a Si-kristálynak csak az átmeneti határfelület melletti vékony 4 rétegébe diffundáltátunk Au-t. A félvezető kristály homlokfelületének szélén gyűrű alakú ohmos 2 kontaktust alkalmazunk a képfelvevőcső képjelJ kivezetésére. Más esetben a fényérzékeny rétegen átlátszó vezető kontaktus is alkalmazható. A kristály receptor-felületét a félvezető kristályok nagy törésmutatója miatt ismert módon reflexiómentesítő réteggel (például SiO) vonjuk be. A cső szokványos 7 üvegballonnal készült, az 1 üvegablak 3 fi-ig bocsátja át a fényt. Távolabbi infravörös sugárzás képátvitelére készülő csöveken infravörös ablakot kell alkalmazni a receptorkristály előtt (például KRS5 vagy Si egykristály). A találmány szerinti képfelvevőcső legfontosabb része annak fényérzékeny heteroátmenet kettősrétege. A félvezető, például szilícium, kristályhoz megfelelő szigetelő, például CdS vagy egyéb II—IV réteg (a római szárnak a továbbiakban az elemek periódusos rendszere megfelelő oszlopaira utalnak) csatlakoztatható, de alkalmas lehet Si—SiC heteroátmenet is. Hasolóképpen megvalósítható egy heteroátmenet germánium félvezető és megfelelő szigetelő kombinációjával vagy intermetallikus ötvözetek (például III—V InSb) félvezető és megfelelő szigetelő kombinációjával. Ugyancsak lehetséges több komponensből álló intermetallikus félvezető alkalmazása, mint például CdSnAs2; a távolabbi infravörösben a HgSe—ZnTe heteroátmenet alkalmazható. A fényérzékeny heteroátmenet megvalósítható két szigetelő kombinációjával is (például ZnTe— —ZnS). Ebben az esetben a képfelvevőcső nem lesz ugyan érzékeny az infravörösre, de ismeretes, hogy például ZnS kristályokban hatalmas fotofeszültség lép fel. A két szigetelő heteroátmenetből felépített képfelvevőcsővel tehát kis megvilágítás esetén is kielégítő képek állíthatók elő. Szabadalmi igénypontok: 1. Elektronsugaras letapogatással fotovoltai^ kus elven működő raktározó televízió képfelvevőcső-fényérzékelő elem, azzal jellemezve, hogy egy fényérzékeny félvezető kristályból és egy annál nagyobb tilossávHSzélességű raktározó szigetelőből vagy félszigetelőből felépített heteroátmenet-kettősrétegből áll. 2. Az 1. igénypont szerinti fényérzékelő elem kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a fényérzékeny réteg szilícium vagy germánium félvezető kristály, amelynek a heteroátmenet felöli oldala vékonyrétegben a periódusos rendszer Ib oszlopába vagy a vascsoportba tartozó fémmel, előnyösen arannyal, rézzel, vassal, vagy nikkellel van szennyezve. 3. Az 1. igénypont szerinti fényérzékelő elern kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fényérzékeny kristály Am B v , A 2 m B 3 . VI , A n B VI , A^v , A2 I B IVI vagy A-ÍII: B2 V típusú kétkomponensű, vagy A^B^C^, X^TM^, MW^C^ 1 vagy AIB II C V típusú háromkomponensű vegyület. 10 1 ^ íj 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
