FR 2077273 A1 19711022 FR 7101928 A 19710121 71 01928 2077273 La présente invention concerne des systèmes à accumulation de charges du type utilisé dans les tubes images, et plus particulièrement un système à accumulation de charges à effet de champ et émission secondaire ainsi qu'un élément à accumulation de char-5 ges à effet de champ et émission secondaire utilisé dans ce système. Les tubes images à accumulation classiques, tels que l'or-thicon image qui utilise une lecture par faisceau électronique avec retour et multiplication d'électrons, utilisent une surface 10 isolante d'accumulation de charges sur laquelle est formé un diagramme de charges résultant du bombardement d'une image électronique à partir d'une photocathode, la surface isolante étant explorée par un faisceau électronique, le faisceau étant repoussé vers un multiplicateur d'électrons qui fournit un signal de lec-15 ture en fonction du temps et dépendant de la charge accumulée sur une surface_élémentaire de l'isolant. Dans le tube orthicon classique, l'exploration et le retour du faisceau électronique entraînent un effacement du diagramme de charges sur la surface isolante, et rendent nécessaire l'utilisation des systèmes 20 de déflexion habituellement employés pour les faisceau électroniques . La présente invention a pour but de prévoir un système à accumulation de charges utilisable dans les tubes images, capable de fournir une lecture sans perturber le diagramme de charges et 25 capable d'explorer la surface isolante sans nécessiter la création et la déflexion d'un faisceau électronique. Le principe de base de l'invention consiste à prévoir une lecture par semiconducteur des images électroniques avec exploration réalisée par commutation à l'état solide, éliminant le besoin 30 de créer et de dévier un faisceau électronique. Le système améliore la sortie du signal sur les photodétecteurs et ne demande plus, en dehors du bombardement par émission secondaire du coté de l'image, les tensions élevées d'accélération des systèmes de lecture actuels. 35 Suivant une caractéristique de la présente invention, il est prévu un élément de matériau semiconducteur de type P et un couple d'éléments semiconducteurs du type N qui forment des jonctions PN de chaque coté de l'élément de type P, suivant une première dimension, pour former un transistor NPN, et suivant ^0 une seconde dimension perpendiculaire à la première, pour former 71 01928 2 2077273 un transistor à effet de champ à canal P. Un des éléments du type N a sa surface extérieure qui a des propriétés d'émission secondaire. Des moyens sont prévus pour recueillir les électrons secondaires émis par cette surface quand elle est soumise à un 5 bombardement électronique, tel que par l'image électronique d'une photocathode, ladite surface de l'élément de type N ayant alors une charge positive accumulée sur elle. Des moyens de commutation sont prévus pour établir sélectivement une première, une seconde et une troisième connexion électrique entre l'autre élément de 10 type N et les deux extrémités opposées de l'élément de type P, d'une part, et des potentiels prédéterminés, d'autre part. Les potentiels sont appliqués à la première connexion pour polariser le transistor NPN et le transistor à canal P jusqu'à la valeur de coupure pour permettre ainsi l'accumulation des charges. Les 15 potentiels sont appliqués à la seconde connexion pour polariser le transistor NPN à la valeur de coupure et le transistor P au-dessous de la valeur de coupure pour permettre à un courant de passer dans le canal P en étant modulé par la chargefce qui donne le signal de sortie. Les potentiels sont appliqués à la troisième 20 connexion pour polariser le transistor NPN en le rendant conducteur et pour polariser le transistor P à la valeur de coupure ,de manière à neutraliser la charge à la surface du premier élément de type N. En conséquence, un objet de la présente invention consiste 25 à prévoir un système à accumulation de charges à effet de champ et émission secondaire. Un autre objet de la présente invention consiste à prévoir un dispositif d'exploration à l'état solide ayant des possibilités d'accumulation. 30 Encore un autre objet de l'invention consiste à prévoir un dispositif à transistor NPN et un transistor à effet de champ à canal P combinés. Les caractéristiques et les objets de l'invention qui ont été mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres, et la manière d'at-35 teindre ces objets apparaîtront mieux et l'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique, fragmentaire et en 40 coupe montrant deux dispositifs d'accumulation de charges suivant 71 01928 , 2077273 l'invention, ainsi que les circuits essentiels de commutation; la figure 2 montre un schéma du circuit équivalent de l'un des dispositifs de la figure 1 pendant la phase d'accumulation; la figure 3 montre un schéma semblable à celui de la figure 5 2 du/circuit équivalent pendant la phase de lecture; la figure k montre un schéma semblable à celui de la figure 2 du circuit équivalent pendant la phase de neutralisation ou d'effacement des charges; la figure 5 montre une vue en coupe d'un tube image compre-10 nant le système à accumulation de charges à effet de champ et émission secondaire suivant l'invention; la figure 6 montre une vue schématique de la mosaïque à effet de champ et émission secondaire avec les moyens de commutation formant les moyens d'exploration de la trame; 15 la figure 7 montre un schéma des matrices de diodes et des registres compteurs d'impulsions utilisés pour réaliser les fonctions de commutation dans le système de la figure 6; la figure 8 montre une vue fragmentaire en .coupe semblable à celle de la figure 1, mais avec différents moyens pour réaliser 20 les contacts électriques des éléments P et N; la figure 9 montre une vue schématique de la méthode de formation des jonctions pour former les blocs de ligne essentiels; la figure 10 montre une vue de dessus d'une tranche réalisée par la méthode montrée figure 9, le long de la ligne 10-10; 25 la figure 11 montre un masque qui peut 8tre utilisé en relation avec la tranche montrée par les figures 9 et 10, pour diffuser les portes N; et la figure 12 montre un masque qui peut Stre employé avec la tranche de semiconducteur montrée par les figures 9 et 10 30 pour déposer les contacts de la figure 8, La figure 1 montre une paire de blocs d'accumulation de charges à effet de champ et émission secondaire 15 et 16. Chacun des blocs 15 et 16 comprend un élément 17 en matériau semiconducteur de type P qui a des cotés 18 et 19 opposés et parallèles 35 et qui sont distants suivant une première dimension, comme le montre la flèche 20. L'élément 17 a ses bords opposés parallèles 22 et 23 qui sont distants suivant une seconde direction perpendiculaire à la dimension 20, comme le montre la flèche 2if. Un couple d'éléments 25 et 26 en matériau semiconducteur 40 de type N sont disposés pour former des jonctions PN avec,respec 71 01928 4 2077273 tivement, les cotés opposés 18 et 19t suivant la première direction 20. Dans l'exemple de réalisation montré, les éléments 25 et 26 de type N sont diffusés dans las bords opposés 18 et 19 de l'élément 17 de type P. Comme on le montrera plus en détail dans la 5 suite, les éléments 25 et 26 de type N forment avec la partie 27 de l'élément 17 de type P, partie 27 qui se trouve entre eux, un transistor NPN suivant la première direction 20. De plus, les éléments 25 et 26 de type N forment avec 1'élément 17 de type P un transistor à effet de champ avec un canal P, suivant la seconde 10 direction 24, les bords opposés 22 et 23 de l'élément 17 de type P formant les extrémités opposées du canal P. Un conducteur 28-1 constitue un contact électrique avec le bord 22 de 1'élément 17 de type P d« bloc 15 et est relié à un fil 29-1. Le fil 30-1 est relié à l'élément inférieur 26 de type N. 15 Dans cet exemple de réalisation, il^est prévu un troisième élément 32 de type N en semiconducteur qui forme une diode de jonction PN avec le bord 23 de l'élément 17 pour éviter que du courant passe dans le canal P dans la direction opposée à la charge ou au courant de lecture. Le conducteur 28-2 constitue le contact 20 électrique avec l'élément 32 de type N et le bord 22 de l'élément 17 du bloc 16, et est relié au fil électrique 29-2. Le fil 30-2 est relié à l'élément inférieur 26 du bloc 16, et le conducteur 28-3 relié au fil 29-3 constitue le contact électrique avec l'élément 32 du bloc 16 et le bord 22 de l'élément 17 du bloc adjacent 25 33. La surface extérieure 34 de l'élément supérieur 25 de type N a des propriétés d'émission secondaire. Dans l'exemple de réalisation décrit, on voit que la surface 34 comporte un revêtement 35 de matériau capable d'émettre un rayonnement secondaire, tel 30 que l'oxyde de magnésium ou le bioxyde de silicium; cependant, il sera entendu que le matériau de type N peut lui-même avoir des propriétés d'émission secondaire. Une électrode collectrice d'électrons secondaires 36 est prévue à faible distance des surfaces émissives 35 pour être 35 reliée à une source convenable 37 de potentiel positif, par exemple du 24 volts. L'électrode collectrice 36 recueille ainsi les électrons émis par les surfaces 35 soumises à un bombardement d'électrons provenant»par exemple,du faisceau électronique de grande dimensione38, laissant ainsi une charge positive sur les surfaces 40 d'émission secondaires 35. 71 01928 5 2077273 Les fils 29-1, 29-2 et 29-3 sont respectivement reliés aux contacts mobiles des commutateurs mobiles 39-1> 39-2 et 39-3. Les fils 30-1 et 30-2 sont reliés respectivement aux contacts mobiles des commutateurs 40-1 et 40-2. Les commutateurs 39 ont 5 des contacts fixes 42 et 43 et les commutateurs 40 ont des contacts fixes 44 et 45. Une source 46 de tension continue est prévue, comme le montre la figure,sous la forme des batteries 47 et 48 qui ont des bornes positives et négatives reliées entre elles et à la terre 49 si 10 bien que la source 46 a un point 50 qui a un potentiel positif, et un point 52 qui a un potentiel négatif, et encore un point 53 qui a un potentiel intermédiaire ( relié à la terre dans l'exemple décrit). Un second point intermédiaire 54- est prévu sur la batterie 47 et il est légèrement négatif par rapport à 53. Dans l'exem-15 pie de réalisation particulier, les batteries 47 et 48 ont des tensions de 12 V. Le point 54 sera à environ 1,5 V au-dessous du point 53. Il est prévu une résistance de charge 55 dont un^extrémi-té est reliée au point 53 et l'autre aux contacts fixes ^Les commu-20 tateurs 39» et à la borne de sortie 56. Le point négatif 52 est relié aux contacts fixes 42 des commutateurs 39, le point positif 50 est relié aux contacts fixes 45 des commutateurs 40, et le point 54 est relié aux contacts fixes 44 des commutateurs 40. Comme il est connu de l'homme de l'art, en contrôlant la 25 tension appliquée à l'une ou aux deux régions N du transistor à effet de champ à canal P, le courant qui passe dans le canal peut être contrôlé et réduit à l'état de coupure. Ainsi, en se référant à la figure 1 , et en supposant une charge positivée l'ordre de 20 V sur la surface émissive 35, charge qui est appliquée à 30 la région supérieure 25 de type N, et si la région inférieure 26 ou porte est maintenue à un potentiel positif par rapport au potentiel appliqué à la région supérieure 25, les porteurs de charge du canal P seront attirés dans la surface de jonction PN en quittant la région d'épuisement à impédance très élevée. 35 II en résulte un courant essentiellement nul entre les extrémités opposées 22 et 23 du canal P. Cependant, quand le potentiel de la porte 26 est réduit à un potentiel de référence sensiblement inférieur au potentiel de charge appliqué à l'élément supérieur 25 de type N, l'impédance du canal P est alors contrôlée ou modu-40 lée par le potentiel de charge appliqué à la porte 25. Il en 71 01928 6 2077273 résulte un courant passant dans le canal P entre ses extrémités opposées, ce courant étant modulé par le potentiel de charge appliqué à la porte supérieure de type N. Dans la figure 1, les commutateurs à doubles contacts 39 5 et 40 sont montrés au moment où ils occupent des positions qui correspondent aux connexions des transistors NPN et de csinal P fonctionnant pendant la phase d'accumulation de charges. Si l'on considère le bloc 15 et si de plus on se réfère à la figure 2, on voit que les commutateurs 39-1 et 39-2 relient respectivement 10 les extrémités opposées du canal P aux contacts fixes 42-1 et 42-2, et ainsi au point 52 négatif de la source 46. Donc, les deux extrémités du canal P du bloc 15 sont reliées au même potentiel négatif du point 52 (la jonction PN 32 est considérée comme constituant une extrémité du canal P). Le commutateur 40-1 relie 15 le- fil 30-1 au contact fixe 45-1 et donc relie la porte 26 au potentiel positif de 50. Si l'on se réfère maintenant à la fig.2 en A,dans laquelle le transistor NPN est montré schématiquement, on voit que la base, formée par la région P 27, est négative et que l'émetteur, 20 formé par la porte 26, est positif, une différence de potentiel de 24 V existant entre l'émetteur et la base. Il en résulte que le transistor NPN est polarisé à la coupure et qu'aucun courant émetteur-base n'y circule^ce qui permet aux charges positives de s'accumuler à la surface d'émission secondaire 35, qui applique 25 ainsi un potentiel positif au collecteur formé par la porte supérieure 25. Si l'on se réfère à la fig.2 en 33,on voit que les deux extrémités 22 et 23 du canal P sont au même potentiel, ce qui rend le canal P 27 négatif par rapport aux portes N 25 et 26 30 auxquelles sont appliqués des potentiels positifs. Il en résulte que la canal P est bloqué. Pendant la phase de lecture, le commutateur 39-1 a été déplacé vers le contact fixe 43-^ de manière à relier le bord 22 du canal P à la résistance de charge 55, le commutateur 40-1 a 35 été déplacé vers le contact fixe 44-1 de manière à relier la porte N 26 au potentiel de référence du point 54, et le commutateur 39-2 reété en contacij^avec le contact fixe 42-2 de manière à relier l'autre extrémité ^u canal P au potentiel négatif du point 52. 40 Si l'on se réfère de plus à la îlg*3 en A,on voit que l'émet 71 01928 7 2077273 teur du transistor NPN est maintenant relié au potentiel légèrement négatif du point 54, qu'un potentiel de charge positif est encore appliqué au collecteur, et qu'un potentiel négatif (étant donné la chute de tension dans la résistance de charge 55) est appliqué 5 à la base» Il en résulte que le transistor NPN est encore polarisé de manière à être bloqué et que la charge à la surface 35 n'est pas enlevée ou neutralisée. Si l'on se réfère à la figure 3 en B, comme le potentiel appliqué à la porte 26 est réduit à celui de 54 et comme le bord 22 du canal P est maintenant plus positif que 10 celui de 23, un courant circule dans le canal P et à travers la résistance de charge 55, le courant étant modulé par la charge appliquée à la surface 35. Pendant la phase d'effacement ou de neutralisation de charge, les deux commutateurs 39-1 et 39-2 sont en contact avec les con-15 tacts fixes 43-1, reliant ainsi les deux extrémités 22 et 23 du canal P à la résistance de charge 55, et le commutateur 40-1 est en contact avec le contact fixe 44-1 pour relier la porte 26 au potentiel de référence du point 54. Si l'on se réfère maintenant à la fi& 4 en Apn voit que les deux extrémités 22 et 23 du 20 canal P sont reliées au même potentiel, que le courant passant dans le canal P est coupé et que le potentiel appliqué au canal P est essentiellement celui du point 53, c.a.d. la terre. La base du transistor NPN est maintenant polarisée positivement par rapport à l'émetteur*si bien que le transistor conduit avec pour résultat 25 de décharger ou de neutraliser la charge à la surface 35. Si l'on se réfère à la fig.4 en B,on voit aussi l'état de courant nul dans le canal P étant donné la connexion des deux extrémités 22 et 23 au même potentiel du point 53 qui est positif par rapport à celui de la porte N 26. 30 On va voir maintenant que dans la phase d'accumulation, une charge positive est accumulée sur la surface d'émission secondaire 35, que la charge est proportionnelle à l'intensité élémentaire du faisceau d'électrons 38 qui la bombarde. Dans la phase de lecture, le courant qui circule dans le canal P et la résistance 35 de charge 55 est modulé par la charge présente sur la surface 35, fournissant ainsi un signal de sortie entre la borne de sortie 56 et la terre 49 qui est fonction de la valeur de la charge. On voit,de plus,que pendant la phase de lecture, le diagramme de charge n'est pas perturbé, ce qui permet plusieurs opérations de lecture. 40 Pendant la phase d'effacement, la charge est neutralisée ce qui 71 01928 8 2077273 permet à un nouveau diagramme de charge d'être appliqué aux blocs 15 et 16. Les autres blocs qui forment une mosaïque complète à effet de champ et à émission secondaire vont maintenant être décrits. ges à effet de champ et émission secondaire qui viennent d'être décrits concerne un tube détecteur d'image optique ou tube image, tel que montré à la figure 5. Le tube image 57 est muni d'une envelope 58 avec deux extrémités distantes 59 et 60. Une matrice 10 62 de blocs suivant l'invention est portée par le bout 60 de face 59 et est reliée à une source convenable de potentiel 64» telle que la terre. La grille collectrice des électrons secondaires 15 65 s'étend généralement entre la photocathode 63 et la grille collectrice 36, le tube 65 ayant une grille accélératrice 66 placée en travers de son extrémité du coté de la photocathode 63, 66 étant reliée à une source convenable de potentiel 67, tel que du 400 volts, 20 La photocathode 63 convertit une image optique d'entrée en un faisceau d'image électroniq.ue correspondant qui est accéléré vers la matrice 62 par la grille 66. Le faisceau bombarde ainsi les surfaces à émission secondaire 35 des blocs de la Matrice 62, les électrons secondaires résultants étant recueillis 25 par la grille collectrice 36. Le tube image 57 est ainsi semblable à un dissecteur d'image, où la matrice 62 et le système de commutation de la figure 1 associés à la grille collectrice 36 remplacent la plaque d'ouverture, le multiplicateur d'électrons et les bobines de déflexion utilisés normalement dans un dissec-30 teur d'image. On comprendra qu'une bobine convenable de focalisation (non montrée) sera nécessaire pour concentrer le faisceau électronique sur la matrice 62. Si l'on se réfère maintenant à la figure 6, pour former la matrice é2 à partir des blocs de la figure 1 déjà décrits, 35 chaque élément de type P est allongé suivant une troisième direction perpendiculaire aux deux autres déjà mentionnées 20 et 24, comme le montre la flèche 72. Chaque élément allongé 17 a plusieurs paires dé portes supérieures 25 et inférieures 26 qui forment des jonctions PN avec les côtés opposés 18 et 19» les paires étant 40 disposées de place en place suivant la troisième direction 72. 5 Une application particulière des blocs à accumulation de char- 1'envelope 58. Une photocathode 36 est disposée devant la matrice 62, et un/tube de glissement 71 01928 9 2077273 Ainsi le canal P 17-1 porte les portes supérieures 25-1, 25-2, 25-3,....., 25-n, et les portes inférieures correspondantes 26-1.. 2fj-n, dont seule la porte 26-1 apparaît sur la figure 6. De même le canal P voisin 17-2 porte les portes supérieures 25-4, 25-5, 5 25-6, 25-n, et les portes supérieures correspondantes, dont on peut voir la porte 26-4. Le canal 17-3 porte les portes supérieures 25-7, 25-8, 25-9, ... , 25-n, et les portes inférieures correspondantes dont on peut voir la porte 26-7. Comme on le verra ci-dessous, les paires de portes supérieures 25 et inférieures 26 10 correspondantes forment une rangée dans chaque élément allongé de type P 17, constituant ainsi la direction des lignes de l1exploration. Les paires de portes 25 et 26 forment aussi des colonnes dans les éléments 17 adjacents, par exemple les paires 25-1*et 26-1, 25-4 et 26-4, 25-7 et 26-7, etc, conëituant ainsi la direc-15 tion des images d'exploration. On voit que les contacts 28-1, 28-2, ... , 28-n sont également allongés. Les fils 30 sortant de chaque porte inférieure 26 de la même colonne, tels que les fils 30-1, 30-4 et 30-7 des portes 26-1 , 26-4 et 26-7 sont reliés ensemble et aux fils de colonne 20 68, 69, 70, etc. Si momentanément on ne considère que le fil de colonne 68, ce fil est relié aux collecteurs des transistors PNP 72-1 et NPN 73-1. L'émetteur du transistor 72-1 est relié au point 50 positif de la source 46, et l'émetteur du transistor 73-1 est 25 relié au point 54 de potentiel de référence. Le commutateur 40-1 relie sélectivement le point positif 50 et le point 54 aux résistances 74 et 75 qui sont respectivement reliées aux bases des transistors 72-1 et 73-1. Les fils de colonnes 69 et 70 des portes inférieures sont,de même,reliés aux transistors 72-2 et 73-2, 30 72-3 et 73-3. Quand le commutateur 40-1 est dans la position montrée où il relie le point 54 aux bases des transistors 72-1 et 73-1, le transistor ?3-«1 est bloqué tandis que le transistor 72-1 est conducteur, de manière à appliquer le potentiel positif de 50 à la colonne de portes 26-1, 26-4, 26-7 et à constituer 35 la connexion de la phase d'accumulation, déjà décrite. Quand le commutateur 40-1 relie le point 50 aux bases des transistors 72-1 et 73-1, 72-1 est bloqué et 73-1 conduit de manière à appliquer le potentiel de 54 à la colonne des portes 26-1, 26-4, 26-7, et à constituer la connexion de la phase de lecture, déjà décrite. 40 Les fils 29-1, 29-2 et 29-3 reliés respectivement aux rangées 71 01928 10 2077273 ou lignes des blocs 28-1, 28-2 et 28-3, sont reliés aux collecteurs des transistors PNP 76-1 et NPN 77-1, et leurs correspondants respectifs 76-2, 76-3, 77-2 et 77-3« Les émetteurs des transistors PNP 76-1, 76-2 et 76-3 sont reliés à la résistance de charge 5 55» et les émetteurs des transistors NPN 77-1, 77-2 et 77-3 sont reliés au potentiel négatif de 52. Les commutateurs double 39-1, 39-2 et 39-3 relient sélectivement le point 53 à la terre et le. point négatif 52 aux résistances 78 et 79»reliées respectivement aux bases des transistors 76 et 77, comme montré. Si l'on considère 10 seulement la fil de ligne 29-1 avec le commutateur 39-1 ^elié àa point 53 à la terre, le transistor 76-1 est bloqué tandis que 77-1 conduit. Ainsi le point 52 est relié au contact 28-1 comme dans la phase d'accumulation déjà décrite. Quand 39-1 est relié au point négatif 52, 76-1 est débloqué et 77-1 est bloqué. Ainsi 15 le fil 29-1 est relié à une extrémité de la résistance 55 comme dans la phase de lecture déjà décrite. En regardant la figure 6, on voit que les commutateurs 40-1 et 40-2, dans les positions montrées, relient le point 50 aux portes inférieures des colonnes reliées respectivement aux 20 fils de colonne 68, et 69» fournissant ainsi la connexion de charge à toutes les portes de ces deux colonnes. Quand les commutateurs 39-1, 39-2 et 39-3 sont dans les positions montrées figure 6, le fil 29-1 et le contact 28-1 sont reliés au point négatif 52, tandis que le fil 29-2 et le contact 25 28-2 sont reliés à une extrémité de 55 et donj4u point neutre 53. Ainsi,1'extrémité 23 des canaux P de la rangée de transistors à canal P formée dans l'élément 17-1 devient plus positive que l'extrémité 22. Cependant la diode PN 32 à l'extrémité 23 empêche une inversion de courant dans les canaux P de 17-1. Ainsi, 30 étant donné le potentiel très négatif de 52 appliqué aux bases des transistors NPN de la rangée 17-1, tous ces transistors sont bloqués pendant la phase d'accumulation. Si l'on se réfère maintenant à la rangée définie par l'élément 17-2, on voit que le contact 29-2 est relié à une extrémité 35 de la résistance 55 étant donné la position du commutateur 39-2, tandis que le contact 29-3 est relié au point négatif 52 étant donné la position du commutateur 39-3. Si l'on rappelle que les transistors NPN comprenant les portes N supérieures 25-4 et 25-5 ont leurs portes inférieures N 26 reliées au point positif 50 40 étant donné les positions des commutateurs 40-1 et 40-2, ces 71 01928 2077273 11 transistors sont de même bloqués et donc reliés comme en phase d'accumulation. Cependant, la porte 26-6 associée à la porte 25-6 est reliée au point 54 étant donné la position du commutateur 40-3. Ainsi, le contact 29-2 étant relié à la résistance 55 5 et le contact 29-3 relié au point négatif 52, le canal P associé avec le bloc 25-6 sera polarisé de manière à délivrer un Signal de lecture à travers la résistance 55, signal modulé par la charge à la surface 35 de 25-6. On voit que pour une rangée donnée d'élément 17 et avec 10 les commutateurs respectifs 40 dans les positions montrées par les commutateurs 40-1 et 40-2, c.a.d. reliant les portes {jûi|,éijieîg,es au point positif 50, et avec les commutateurs respectifs 59 associé^ chaque extrémité de l'éàément 17 dans les positions montrées pour le commutateur 39-1, c.a.d. avec les contacts 28-1 reliés 15 au point négatif 52, ces éléments sont polarisés de manière que les transistors NPN et à canal P dans la rangée donnée 17 restent bloqués malgré que le commutateur 39 associé au contact 28 qui est en contact avec la diode de jonction 32 a été déplacé dans la position montrée pour le commutateur 39-2 où le contact 28-2 20 est relié à la résistance 55. Cependant, la connexion de lecture est prévue pour un bloc particulier quand le commutateur 40 associé à une colonne donnée d'éléments est placé dans la position montrée par le commutateur 40-3 où les portes 26 sont reliées au potentiel de référence de 54, et où les commutateurs respectifs 25 39 associés avec les contacts 28 de chaque coté du bloc particulier sont dans les positions montrées pour les commutateurs 39-2 et 39-3, c.a.d. reliant le contact 28^ qui est au contact de 22, à la résistance 55 et le contact 28,..qui est au contact de 23,(et de la diode PN 32) au point négatif 52. 30 Finalement , on voit qu'un bloc particulier est connecté en position d'effacement quand le commutateur 40 de sa colonne particulière est dans la position montrée pour le commutateur 40-3, c.a.d. reliant les portes 26 de cette colonne au potentiel de référence de 54, et quand les commutateurs associés aux blocs 35 28 sont tous deux dans les positions montrées pour le commutateur 39-2, c.a.d. reliant les deux contacts 28 à la résistance de charge 55 et donc au point neutre 53. ^ On peut maintenant voir que la lecture par exploration à la manière d'une image de télévision peut être réalisée pour la 40 matrice 62 aa moyen du système de commutation de la figure 6. 71 01928 12 2077273 Ainsi,en supposant que tous les commutateurs. 40 sont normalement positionnés comme montré pour les commutateurs 40-1 et 40-2-.de manière à relier toutes les portes 26 de toutes les colonnes au point positif 50, et que tous les commutateurs 39 sont nor-5 malement positionnés comme montré pour les commutateurs 39-1 et 39-3 de manière à relier tous les contacts 28 au point négatif 52, tous les blocs de la matrice sont dans la phase d'accumulation et on peut ainsi y imprimer une image de charges. Maintenantes! le commutateur 39-1 est placé à son autre position pour relier 10 le contact 28-1 à la résistance de charge 55, avec tous les autres commutateurs 39 restant à leurs positions normales reliant les contacts 28-2 au point négatif 52, la première rangée ou ligne 17-1 est mise en position active. Les commutateurs étant ainsi positionnés, en actionnant séquentiellement les commuta-15 teurs 40-1, 40-2, 40-3, etc, vers la position montrée pour le commutateur 40-3 dans laquelle les colonnes respectives des portes 26 sont reliées séquentiellement au point de potentiel de référence 54, les blocs de la première ligne 17-1 seront séquentiellement reliés en mode de lecture de manière à fournir un 20 signal de lecture de ligne séquentiel à travers la résistance de charge 55. Quand la lecture de la première ligne a été faite, et que tous les commutateurs 39 et 40 sont revenus en position normale ou de repos, le déplacement du commutateur 39-2 vers la position montrée figure 6 relie alors l'élément 28-2 à 55 ce qui 25 met en position active la ligne 17-2, et l'exploration de cette ligne est effectuée de la même manière par le fonctionnement séquentiel des commutateurs 40-1, 40-2, 40-3, etc. On voit que le fonctionnement séquentiel des commutateurs 40 réalise la fonc- ' tion d'exploration de ligne tandis que le fonctionnement des 30 commutateurs 39 réalise la fonction d'exploration d'image, comme en télévision, ligne par ligne. Bien qu'on ait décrit une réalisation avec avancement manuelle des commutateurs 39 et 40, il faut comprendre que l'on peut utiliser des dispositifs de commutation à l'état solide et 35 que le fonctionnement séquentiel dans les directions lignes et colonnes peut être réalisé avec des registres compteurs d'impulsions convenables. Si l'on se réfère maintenant à la figure 7, on y voit un système utilisant des registres compteurs d'impulsions de lignes 40 et d'image 79 et 80 pour effectuer^le premier l'exploration d'une 71 01928 13 2077273 ligne et,le second,pour passer chaque ligne, l'une après l'autre, en revue. On voit également des matrices de diodes de lignes et d'image 82 et 83 pour assurer le fonctionnement des commutateurs 40 et 39. Une matrice 62 peut comprendre 512 blocs dans 5 une ligne et 512 lignes, c.a.d. 512 x 512. Le registre de ligne 79 est un compteur binaire à 9 éléments binaires ou eb, qui comprend 10 dispositifs binaires 85 reliés en chaîne de comptage binaire, chaque dispositif 85 ayant les sorties 1 et T 86 et 87. Un générateur d'impulsions d'horloge 88 est couplé au premier 10 dispositif 85 pour lui envoyer des impulsions. La matrice de diodes 83 couple les sorties 1 et T (86 et 87) des dispositifs bis-tables 85 aux portes N 84-1 à 84-512, chacune des portes 84 comprenant les transistors 72 et 73, et les résistances 74 et 75, déjà décrits. On voit donc que le registre 79 en relation avec 15 la matrice 82 actionnera séquentiellement les portes 84 en fonction des impulsions appliquées par le générateur 88, avec pour résultat l'application séquentielle du potentiel de référence de 54 aux portes inférieures 26 des 512 colonnes de blocs. Les sorties 1 86 des dispositifs 85 de 79 sont toutes re-20 liées à une porte ET 89 dont la sortie 90 est reliée à l'entrée du registre d'avancement de ligne 80. Ainsi, quand le compteur 79 est plein et a atteint 512, tous les dispositifs 86 sont à 1 et une impulsion est envoyée au registre 80. A la fin de l'exploration d'une ligne par 79 et 82, le registre 80 avance d'une 25 position pour rendre possible l'exploration de la ligne suivante. Afin de déclencher l'opération d'exploration de lecture, si l'on rappelle que toutes les portes N et P 84 et 92 établissent normalement les connexions de phase d'accumulation, déjà décrites, il est nécessaire d'appliquer une impulsion supplémentaire au 30 registre 80 pour rendre possible l'exploration de la première ligne. Ainsi, pour déclencher la lecture, un commutateur 93 relie une source convenable de potentiel 94 au générateur 88 et actienne aussi un multivibrateur à un coup 95 qui applique la première impulsion à 80. Ensuite, tant que 93 est fermé, le fonctionnement 35 est celui décrit précédemment. Si l'on désire un effacement simultané de tous les blocs de la matrice 62, il faut actionner chacune des portes de ligne et de- colonne 84 et 92 pour relier toutes les portes 26 de toutes les colonnes au potentiel de 54 et tous les contacts 28 de toutes 40 les lignes à 55. Pour effectuer cette commutation, des portes ET 71 01928 14 2077273 96 sont respectivement reliées aux lignes 97 de 82, une source de potentiel convenable étant reliée à toutes les portes 96. Un - i interrupteur d'effacement 99 relie une source 100 à chacune des porte ET 96, de manière à avoir sur chaque ligne 97 un potentiel de 5 blocage du transistor 72 et de déblocage du transistor 73» et ainsi appliquer le potentiel de 54 aux fils 68. La matrice 83 comprend des portes ET 96 correspondantes qiii sont actionnées par le même interrupteur 99 par la liaison 102 de manière à bloquer aussi dans 83 les transistors 77 et à débloquer les transistors 10 76 et ainsi appliquer le poëentiel neutre de 53 à chaque contact 28. Si l'on se réfère maintenant à la figure 8, dans laquelle les éléments semblables sont répérés par les mêmes références,on voit que les contacts 28 des figures 1 et 6 ont la forme des contacts 15 ohmiques longs 128, et que les connexions communes 68, 69, 70, etc, vers les portes 26 peuvent être,de même,formées par un contact ohmique 168, un isolant convenable 103 étant prévu pour isoler l'élément 17 de type P et las jonctions PN 32 du contact inférieur 168. 20 Si l'on se réfère maintenant aux figures 9 et 10, on y voit une méthode pour former une couche 104 comprenant les éléments de base P et N de 17 et de 32 de la matrice 62. Un cristal 105 est formé par dépôt épitaxique de couches P et N 106 et 107, pour former les éléments de base d'une ligne, les unes au-dessus des 25 autres, les jonctions planaires PN nécessaire étant maintenues. Le cristal 105 est alors coupé, comme en 108 et 109 pour former la tranche à deux faces 104 avec ses deux faces 18 et 19. Pour former les paires d'éléments N supérieurs et inférieurs 25 et 26, les faces 18 et 19 de 104 peuvent être peintes pour 30 obtenir des dessintsdoubles en surface, et une photographie agrandie est faite, avec l'agrandissement nécessaire, pour obtenir une base sur laquelle on peut dessiner des masques utilisés pour la diffusion des portes N et pour déposer les contacts ohmiques 128. Un tel masque 110 ayant des parties 112 prévues pour donner 35 les portes N 25 et 26 est montré figure 11. Quand le masque a été dessiné sur l'agrandissement photographique de la face de 104, il peut être réduit à la dimension de 104 et appliqué sur une face, les portes N 25 et 26 étant alors diffusées à travers les ouvertures 112. Un masque 111 portant des ouvertures en bandes 40 113 peut être utilisé pour déposer les contacts ohmiques îâ8. 71 01928 15 2077273 On voit que le système à accumulation de charges à effet de champ et émission secondaire de l'invention, quand il est incorporé dans un tube image, fournit une lecture non destructive de l'image de charges qui y est mise en mémoire, et un effa-5 cernent rapide de l'image de charges quand on le désire. De plus, le système de l'invention, en utilisant des balayages avec des éléments digitaux à l'état solide, élimine complètement les bobines de déflexion et les générateurs de balayage, et procure un dispositif ayant une longue durée de vie puisqu'aucun filament 10 ni cathode chaude n'y est employé. On comprendra quéun gain de puissance élevé par rapport au bruit faible est obtenu étant donné l'utilisation de transistor à effet de champ, et que le tube entier de caméra peut avoir une faible dimension. On notera que le signal fourni par le courant de canal P 15 dans la résistance 55 est maximal pour une émission électronique minimale et minimal pour une accumulation de charge maximale. Ce type de fonction de transfert se prête bien au contrôle où le courant est maintenu constant et où les tensions appliquées varient. On voit ainsi que la dynamique de l'appareil peut être étendue et 20 qu'un meilleur rapport signal sur bruit peut être obtenu à bas niveau d'entrée. On peut utiliserd'autres modes de balayage que celui décrit. On peut aussi ,par les moyens digitaux présentés, atteindre à volonté un bloc particulier de la mosaïque. Bien que l'on ait ci-dessus décrit l'invention en relation 25 avec un exemple particulier de réalisation, il est évident qu'il faut comprendre que cette description n'a été faite qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite pas la portée de l'invention. 71 01928 16 2077273 REVENDICATIONS 1. Système à accumulation de charges à effet de champ et émission secondaire, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de matériau semiconducteur de type P, une paire d'éléments de matériau semiconducteurs de type N formant respectivement des jonctions PN de chaque côté de l'élément P suivant une pre- 5 mière direction, l'ensemble formant un transistor NPN, les éléments P et N formant, dans la direction perpendiculaire, un transistor à effet de champ à canal P et l'un des éléments N ayant à sa surface des propriétés d'émission secondaire; des moyens pour recueillir les électrons secondaires émis par ladite surface soumise à un bombardement électronique de manière que ladite surface se 10 charge positivement ; et des moyens de commutation pour faire, sélectivement, des premières, des secondes et des troisièmes connexions concernant l'autre élément N et les extrémités du canal P , et des potentiels prédéterminés, les-dits potentiels étant appliqués dans les premières connexions pour bloquer le transistor NPN et le transistor à effet de champ et permettre ainsi l'accumu-15 lation des charges, lesdits potentiels étant appliqués dans les secondes connexions pour bloquer le transistor NPN, débloquer le transistor à effet de champ, permettre ainsi à un courant de passer dans le canal P, ledit courant dépendant de la charge accumulée sur le premier élément N et,"donc, permettre de lire cette charge, et, lesdits potentiels étant appliqués dans la troisième 20 connexion pour bloquer le transistor à effet de champ et débloquer le transis- et tor NPN dont le courant décharge le premier élément N,7ëffacer ainsi la charge accumulée. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend m troisième élément de matériau semiconducteur de type N formant une jonction 25 PN avec l'élément P suivant la seconde direction pour éviter que le courant du canal P ne passe dans le sens opposé au courant de lecture, lesdits moyens de commutation connectant sélectivement auxdits potentiels ledit troisième élément N et une partie dudit élément P sur le côté de ladite paire d'éléments N éloigné dudit troisième élément N. 50 3- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, une source de courant continu pour fournir lesdits potentiels, ladite source ayant un point positif, un point négatif, un point neutre à la terre, et un point légèrement négatif de référence ; me résistance de charge reliée au point neutre, lesdits moyens de commutation dans ladite première connexion 35 reliant les extrémités dudit canal P audit point négatif et ledit second élément N audit point positif j lesdits moyens de commutation dans la seconde connexion reliant une des extrémités du canal P à ladite résistance de charge, ledit second élément N au point de référence, et l'autre extrémité du canal P audit point négatif ; et lesdits moyens de commutation dans la troisième con-40 nexion reliant les deux extrémités du canal P à ladite résistance et ledit 71 01928 1? go77273 second élément N audit point de référence. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend line diode couplée en série avec ladite seconde extrémité du canal P pour empêcher le colorant de passer dans le sens contraire au courant de lecture. 5 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément P a des premier et second côtés parallèles suivant une première direction et des troisième et quatrième côtés parallèles suivant une seconde direction perpendiculaire à la première, lesdits troisième et quatrième côtés formant les extrémités du canal P, lesdits premier et second éléments N étant disposés sur 10 les premier et second côtés ; et en ce que des premierset des seconds moyens sont prévus pour servir de contacts avec lesdits premier et second côtés et en ce que des moyens relient lesdits contacts avec lesdits moyens de commutâtion. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément P est allongé suivant une troisième direction, perpendiculaire aux deux autres et en 15 ce qu'il comprend, de plus, au moins une seconde paire d'éléments N disposés comme la première paire, mais séparée d'elle suivant la troisième direction et formant un second transistor NPN et un second transistor à effet de champ à canal P, et en ce que y sont prévus les mêmes moyens de commutation que dans la revendication 1, mais relatifs aux seconds transistors et des moyens pour 20 recueillir les électrons secondaires émis comme dans la revendication 1. 7. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que des blocs élémentaires comprenant un transistor NPN et un transistor à effet de champ plus une diode PN sont disposés en une matrice contrôlée par des moyens de commutation réalisant les trois séries de connexions décrites dans la revendication 1 25 mais fonctionnant suivant les méthodes bien connues de contrôle des matrices. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que la face de la matrice qui porte les surfaces d'émission secondaire est soumise à un bombardement d'électrons envoyés par une photocathode. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments P 30 sont allongés comme dans la revendication 6 et comportent plusieurs blocs élémentaires qui constituent une ligne de ladite matrice de blocs élémentaires. 10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de commutation agissent en trois temps : dans un premier temps tous les blocs sont connectés en position d'accumulation des charges, dans un second temps 35 une exploration est réalisée ligne par ligne et bloc par bloc dans une ligne pour mettre successivement les blocs en position de lecture des charges, et dans un troisième temps tous les blocs sont connectés en position d'effacement des charges.