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“Story of Image Sensor, Intelligent Electric Eye” Slide 26
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“Story of Image Sensor, Intelligent Electric Eye” Slide 26
+++++++++++++ Yoshiaki Hagiwara +++++++++++++++
イメージセンサーと太陽電池の動作原理は同じです。
両方ともPN接合に光を照射した形になります。
ただし、太陽電池の場合は、そのPN接合が非常に大きく、
シリコンチップ1つに、その大きなPN接合が形成さます。
ところが一方、イメージセンサーの場合は、
このPN接合が非常に小さく、二次元配列で、
横６０００縦４０００で合計２４００万個
のPN接合が one chip に配列されます。
そのために一つ一つのPN接合の信号電荷を
効率よく外部回路に出力する電荷転送装置
というものが非常に重要な役割を果たします。
それが、昔はCCD型電荷転送装置でしたが、
ではCMOS型のデジタル電荷転送装置に
なっています。
この図は、その１個の、単純なPN接合に
光を与えた場合にどう動作するかを示した図です。
最初は順バイアス MODEです。２番目の図は、
太陽電池にも相当する図で、片方の端子を
GNDに固定しておき、もう片方は、GND固定
または、太陽電池の場合は、floating にして
外部容量に光電変換された、光エネルギーを
吸収した、high energy electron を蓄積する
外部容量または、電球などの抵抗負荷をつける
ことが可能です。
３番目の図は逆バイアスモードのPN接合の
状態を表した図ですが、リーク電流がある
わけですが、そのリーク電流の IV特性で、
縦軸のプラスの方向に そのリーク電流を
lot しています。光が当たるとリー電流が
増加する様子を図は示しています。
順方向バイアスの場合は光が照射されまると、
方向電流が減ることになります。また負荷に
抵抗体 R をつけますと、負荷直線 ( Load Line )
が、この Diodeの非線形 IV 特性図に描くこと
が可能となり、この動作点を、非線形方程式を
解く必要がなく、グラフ図から求めることが
可能となります。
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Hagiwara at Sony invented Pinned Photodiode in 1975
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Yoshiaki Hagiwara wrote a book on
"the World of Artificial Intelligent Digital Circuits",
which is important and needed to built
the intelligent image sensor systems.
ISBM978-4-88359-339-2
Hard Cover, 460 page,
\ 9000 Japanese Yen + tax
If you are interestied in the book, Please visit
https://www.seizansha.co.jp/ISBN/ISBN978-4-88359-339-2.html
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