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电荷的注入和检测

发布时间:2016/1/29 19:55:01 访问次数:1183

   在CCD中,电荷注入的方法有很多,可以FDV304P分为两类:光注入和电注入。

   光注入。当光照射CCD硅片时,在栅极附近的半导体内产生电子一空穴对,其对数载流子被栅极电压排开,少数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。光注入又可分为正面照射式和背面照射式。图7.19所示为背面照射光注入的示意图,CCD摄像器件的光敏单元为光注入方式。光注入电荷QIP为

   QIP=77qAneOATO    (7.13)

   式中,77为材料的量子效率:q为电f电荷量;Ane0力入射光

的光子流速率;爿为光敏单元的受光面积;To为光注入时间。

   电注入。所谓电注入就是CCD通过输入结构对信号电压或电流进行采样,将信号电压或电流转换为信号电荷。电注入的方法很多,这里介绍两种常用的电流注入法和电压注入法。

   电流注入法。如图7.20 (a)所示,由N+扩散区和P型衬底构成注入二极管。IG为CCD的输入栅,其上加适当的正偏压以保持开启并作为基准电压,模拟输入信号UIN加在输入二极管ID上。当龟为高电平时,可将N+区视为MOS晶体管的源极。IG为其栅极,而龟为其漏极。当它工作在饱和区时,输入栅下沟道电流,W为信号沟道宽度;/G为注入栅极IG的长度;矽白载流子表面迁移率;C为注入栅电容。

     

   经过Tc时间注入后,龟下势阱的信号电荷量Q。

   可见这种注入方式的信号电荷Q。不仅依赖于U和Tc,而且与输入二极管所加偏压的大小有关。因此,Q。与Uni的线性关系较差。


   在CCD中,电荷注入的方法有很多,可以FDV304P分为两类:光注入和电注入。

   光注入。当光照射CCD硅片时,在栅极附近的半导体内产生电子一空穴对,其对数载流子被栅极电压排开,少数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。光注入又可分为正面照射式和背面照射式。图7.19所示为背面照射光注入的示意图,CCD摄像器件的光敏单元为光注入方式。光注入电荷QIP为

   QIP=77qAneOATO    (7.13)

   式中,77为材料的量子效率:q为电f电荷量;Ane0力入射光

的光子流速率;爿为光敏单元的受光面积;To为光注入时间。

   电注入。所谓电注入就是CCD通过输入结构对信号电压或电流进行采样,将信号电压或电流转换为信号电荷。电注入的方法很多,这里介绍两种常用的电流注入法和电压注入法。

   电流注入法。如图7.20 (a)所示,由N+扩散区和P型衬底构成注入二极管。IG为CCD的输入栅,其上加适当的正偏压以保持开启并作为基准电压,模拟输入信号UIN加在输入二极管ID上。当龟为高电平时,可将N+区视为MOS晶体管的源极。IG为其栅极,而龟为其漏极。当它工作在饱和区时,输入栅下沟道电流,W为信号沟道宽度;/G为注入栅极IG的长度;矽白载流子表面迁移率;C为注入栅电容。

     

   经过Tc时间注入后,龟下势阱的信号电荷量Q。

   可见这种注入方式的信号电荷Q。不仅依赖于U和Tc,而且与输入二极管所加偏压的大小有关。因此,Q。与Uni的线性关系较差。


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