电荷的检测(输出方式)
发布时间:2016/1/29 20:00:35 访问次数:1857
在CCD中,有效地收集和检测电荷是一个重要问题。CCD的重要特性之一是,信号FES16DT电荷在转移过程中与时钟脉冲没有任何电容耦合,而在输出端则不可避免。因此,选择适当的输出电路可以尽可能地减小时钟脉冲容性地馈入输出电路的程度。目前CCD的输出方式主要有电流输出、浮置扩散放大器输出和浮置栅放大器输出。
①电流输出。如图7.21 (a)所示,由反向偏置二极管收集信号电荷来控制彳点电位的变化,直流偏置的输出栅OG用来使漏扩散和时钟脉冲之间退耦,由于二极管反向偏置,形成一个深陷落信号电荷的势阱,转移到Q电极下的电荷包越过输出栅,流入深势阱中。
②浮置扩散放大器输出。如图7.21 (b)所示,前置放大器与CCD做在同一个硅片上,VTi为复位管,VT2为放大管。复位管在奶下的势阱未彤成之前,在RG端加复位脉冲鲰,使复位管导通,把浮置扩散区剩余电荷抽走,复位到UDD。而当电荷到来时,复位管截止,由浮置扩散区收集的信号电荷来控制VT2管栅极电位变化设电位变化量为AU,则有
AU= Qs/CFD
式中,CFD为浮置扩散区有关的总电容,包括浮置二极管势垒电容Cd,耦合电容Cl、C2及VT管的输入电容Cg,即
CFD 2 Cd+ Cl+C2+ Cg
经放大器放大Kv倍后,输出的信号OG、DG与FD间的
以上两种输出机构均为破坏性的一次性输出。
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在CCD中,有效地收集和检测电荷是一个重要问题。CCD的重要特性之一是,信号FES16DT电荷在转移过程中与时钟脉冲没有任何电容耦合,而在输出端则不可避免。因此,选择适当的输出电路可以尽可能地减小时钟脉冲容性地馈入输出电路的程度。目前CCD的输出方式主要有电流输出、浮置扩散放大器输出和浮置栅放大器输出。
①电流输出。如图7.21 (a)所示,由反向偏置二极管收集信号电荷来控制彳点电位的变化,直流偏置的输出栅OG用来使漏扩散和时钟脉冲之间退耦,由于二极管反向偏置,形成一个深陷落信号电荷的势阱,转移到Q电极下的电荷包越过输出栅,流入深势阱中。
②浮置扩散放大器输出。如图7.21 (b)所示,前置放大器与CCD做在同一个硅片上,VTi为复位管,VT2为放大管。复位管在奶下的势阱未彤成之前,在RG端加复位脉冲鲰,使复位管导通,把浮置扩散区剩余电荷抽走,复位到UDD。而当电荷到来时,复位管截止,由浮置扩散区收集的信号电荷来控制VT2管栅极电位变化设电位变化量为AU,则有
AU= Qs/CFD
式中,CFD为浮置扩散区有关的总电容,包括浮置二极管势垒电容Cd,耦合电容Cl、C2及VT管的输入电容Cg,即
CFD 2 Cd+ Cl+C2+ Cg
经放大器放大Kv倍后,输出的信号OG、DG与FD间的
以上两种输出机构均为破坏性的一次性输出。
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