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电荷转移原理

发布时间:2014/12/2 18:38:57 访问次数:2984

   当器件受到光照时(光可从各电极的缝隙间经过S102层射入或经衬底的薄P型硅射人),AD8307ARZ光子的能量被半导体吸收,产生电子一空穴对,这时出现的电子吸引存储在势阱中。光越强势阱中收集的电子越多,光越弱势阱中收集的电子越少。这样就把光的强弱变成电荷的数量,实现了光和电的转换。而势阱中的电子是处于被存储状态,即使停止光照,在一定时间内也不会损失,这就实现了对光照的记忆功能。

   总之,上述结构实质上是个微小的MOS电容,用它构成像素,既可感光又可留下潜影,感光作用是靠光强产生的电子积累电荷,潜影是各个像素留在电容里的电荷不等而形成的。若能设法把各个电容里的电荷依次传送到其他处,再组成行和帧,经过显影就实现了图像的传递。

   电荷转移原理  由于组成一帧图像的像素总数太多,只能用串行方式依次传送,在常规像素的管里是靠电子束扫描的方法工作的,在CCD器件里也需要用扫描实现各信息的串行化。不过CCD器件并不需要复杂昀扫描装置,只需外加如图5-43所示的多相脉冲,依次对并列的各个电极施加电压就能实现。图中的声1、声2、≠3,是相位依次相差120。的三个脉冲源,其波形都是前沿陡峭后沿倾斜。若按时刻tl~t5分别分析其作用,可结合图5-44来

讨论工作原理。在排成直线的一维CCD器件里,电极1~9分别接在三相脉冲源上,将电极之间1~3视为一个像素,在乒1为正电压的tl时刻里受到光照,于是电极1之下出现势阱,并收集到负电荷。同时,电极4和7之下也出现势阱,但因光强不同,所收集到的电荷不等。在时刻t2,电压声1已下降,然而≯2电压最高,所以电极2、5、8下方的势阱最深,原先储存在电极1、4、7下方的电荷将移到2、5、8下方。到时刻t3,上述电荷已全部向右转

移一步。依此类推,到时刻t5已依次转移到电极3、6、9下方。二维的CCD则有多行,在每一行的末端,设置有接电荷并有放大的器件,此器件所接收顺序当然是先收到距离最近的右方像素,依次到来的是左方像素。直到整个一行的各像素都传送完,如果只是一维的,就可以再进行光照,重新传送新的信息。如果是二维的,就开始传送第二行。

   当器件受到光照时(光可从各电极的缝隙间经过S102层射入或经衬底的薄P型硅射人),AD8307ARZ光子的能量被半导体吸收,产生电子一空穴对,这时出现的电子吸引存储在势阱中。光越强势阱中收集的电子越多,光越弱势阱中收集的电子越少。这样就把光的强弱变成电荷的数量,实现了光和电的转换。而势阱中的电子是处于被存储状态,即使停止光照,在一定时间内也不会损失,这就实现了对光照的记忆功能。

   总之,上述结构实质上是个微小的MOS电容,用它构成像素,既可感光又可留下潜影,感光作用是靠光强产生的电子积累电荷,潜影是各个像素留在电容里的电荷不等而形成的。若能设法把各个电容里的电荷依次传送到其他处,再组成行和帧,经过显影就实现了图像的传递。

   电荷转移原理  由于组成一帧图像的像素总数太多,只能用串行方式依次传送,在常规像素的管里是靠电子束扫描的方法工作的,在CCD器件里也需要用扫描实现各信息的串行化。不过CCD器件并不需要复杂昀扫描装置,只需外加如图5-43所示的多相脉冲,依次对并列的各个电极施加电压就能实现。图中的声1、声2、≠3,是相位依次相差120。的三个脉冲源,其波形都是前沿陡峭后沿倾斜。若按时刻tl~t5分别分析其作用,可结合图5-44来

讨论工作原理。在排成直线的一维CCD器件里,电极1~9分别接在三相脉冲源上,将电极之间1~3视为一个像素,在乒1为正电压的tl时刻里受到光照,于是电极1之下出现势阱,并收集到负电荷。同时,电极4和7之下也出现势阱,但因光强不同,所收集到的电荷不等。在时刻t2,电压声1已下降,然而≯2电压最高,所以电极2、5、8下方的势阱最深,原先储存在电极1、4、7下方的电荷将移到2、5、8下方。到时刻t3,上述电荷已全部向右转

移一步。依此类推,到时刻t5已依次转移到电极3、6、9下方。二维的CCD则有多行,在每一行的末端,设置有接电荷并有放大的器件,此器件所接收顺序当然是先收到距离最近的右方像素,依次到来的是左方像素。直到整个一行的各像素都传送完,如果只是一维的,就可以再进行光照,重新传送新的信息。如果是二维的,就开始传送第二行。

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