A study of the physical processes in metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitors gives a new way of using this familiar device as a high-sensitive optical sensor with giant internal amplification of an input signal. New CMOS optical sensors with a metal-insulator-semiconductor structure are developed and investigated both theoretically and experimentally. The physical properties of these sensors are described with a model of MIS capacitor where a presence of depletion layer of electrons, an inversion layer of holes of a finite depth, and possible change of properties of n- semiconductor layer are taken into account. Two-level voltage bias provides a transient between two quasi-equilibrium inversion modes. This transient is applied both for storage and for readout of the input optical signal for quantitative measurements of a weak infra red radiation. Proposed simple readout procedure provides reading the integrated information with a significant amplification. At the readout stage, a resistance of the n- semiconductor layer changes drastically, and the MIS structure behaves as a virtual p-i-n - diode with double injection of carriers into the n- layer. An amplification (or the current transformation coefficient) is determined by the ratio of integration and readout times and it is about 104-105 at great external loads (>10 K() and reaches the value of 106 at small loads (~100(). A theoretical model explains a behavior of the sensor under storage by thermo generated carriers and by photo generated ones jointly. Numerical simulations are of a good agreement with experimental investigations of proposed sensors

Ключ. слова: optical sensor, metal-insulator-semiconductor capacitor, transient, internal gain
Індекс рубрикатора НБУВ: З843.412

Рубрики:

Сегнетоелектрики

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - потребление энергии является одним из критериев определения качества жизни в стране. Непрерывные поставки энергии и возможность долгосрочного доступа к ресурсам требуют комплексного плана. Одним из ключевых вопросов в области энергетического планирования являются энергоносители. В данной статье в исследования энергетических сетей для планирования энергоносителей вводится новая теория под названием Energy Commitment ("энергетическое обязательство"). В этой теории для энергоносителей применяется соответствующее планирование на основе конечного потребления энергии. Энергоносители доступны либо естественным путем, либо после процесса преобразования энергии. Energy Commitment моделируется в энергетической сети с учетом электрической энергии, энергии газа, транспортной отрасли народного хозяйства, сельскохозяйственной отрасли, промышленного сектора экономики, жилищно-коммунального хозяйства, реального сектора экономики и прочих видов экономической активности.

Шунтирующие конденсаторы в энергосистеме устанавливаются для компенсации реактивной мощности. Следовательно, снижается емкость фидера, улучшается профиль напряжения и снижаются потери мощности. Однако определение оптимального местоположения и размера конденсаторов в системах распределения является сложной задачей оптимизации. Чтобы определить оптимальный размер и расположение конденсатора, целевую функцию, которая обычно определяется на основе затрат на установку конденсатора и потерь мощности, следует минимизировать в соответствии с эксплуатационными ограничениями. Работа предлагает недавно разработанный метаэвристический метод, называемый оптимизатором игры в кости, для определения оптимального размера и расположения конденсаторов в распределительной сети. Оптимизатор игры в кости - это игровой метод оптимизации, основанный на правилах игры в кости.