電荷耦合器件
發(fā)布時間:2015/3/15 13:57:52 訪問次數:7079
電荷耦合器件。MLF2012E5R6KT電荷耦合器件是一種在大規(guī)模集成電路技術發(fā)展的基礎上產生的,具有存儲、轉移并讀出信號電荷功能的半導體器件,其基本組成部分是MOS電容和讀出移位寄存器。
如圖7 -3所示為MOS電容的結構,宅是在P型半導體基片上形成一層氧化物,在氧化物上再沉積出一層金屬電極,從而形成一種金屬電極一半導體氧化物一半導體的結構,即MOS電容。
因P型半導體中空穴是多數載流子,當金屬電極上施加正向電壓時,在電場力作用下,電極下面的P型半導體區(qū)域里的空穴被趕盡,從而形成耗盡區(qū)。即對帶電粒子而言,耗盡區(qū)是一個勢能很低的區(qū)域——勢阱。如果有光線入射到半導體硅片上,在光線中能量的激發(fā)下,硅片上會形成電子(光生電子)和空穴。光生電子被附近的勢阱所吸收,空穴則被電場排斥出耗盡區(qū)。因為勢阱內吸收的光生電子數量與入射到勢阱附近的光照強度成正比,所以通常又稱這種MOS電容為MOS光敏電容,或稱像素。一般在半導體硅片上制有幾百、上千個相互獨立的MOS電容,它們按線陣或面陣有規(guī)則地排列。如果在金屬電極上施加一正電壓,則在該半導體硅片上就形成很多相互獨立的勢阱;如果照射在這些電容上的是一幅明暗起伏的圖像,則在這些電容上就會感應出與光照強度相對應的光生電荷,這就是電荷耦合器件光電效應的基本原理。
讀出移位實質上是勢阱中電荷轉移輸出的過程。讀出移位寄存器的結構如圖7 -4所示,在半導體的底部覆蓋一層遮光層,以防止外來光線的干擾,上部由三個鄰近的電極組成一個耦合單元。當在CCD芯片上設置掃描電路時,它能在外加時鐘脈沖的控制下產生三相時序的脈沖信號,從左到右,出上而下,將存儲在整個平面陣列中的電荷耦合器件勢阱中的電荷,逐位、逐行地以串行模擬脈沖信號的方式輸出,轉換為數字信號存儲,或者輸入視頻顯示器,顯示出原始的圖像。
電荷耦合器件。MLF2012E5R6KT電荷耦合器件是一種在大規(guī)模集成電路技術發(fā)展的基礎上產生的,具有存儲、轉移并讀出信號電荷功能的半導體器件,其基本組成部分是MOS電容和讀出移位寄存器。
如圖7 -3所示為MOS電容的結構,宅是在P型半導體基片上形成一層氧化物,在氧化物上再沉積出一層金屬電極,從而形成一種金屬電極一半導體氧化物一半導體的結構,即MOS電容。
因P型半導體中空穴是多數載流子,當金屬電極上施加正向電壓時,在電場力作用下,電極下面的P型半導體區(qū)域里的空穴被趕盡,從而形成耗盡區(qū)。即對帶電粒子而言,耗盡區(qū)是一個勢能很低的區(qū)域——勢阱。如果有光線入射到半導體硅片上,在光線中能量的激發(fā)下,硅片上會形成電子(光生電子)和空穴。光生電子被附近的勢阱所吸收,空穴則被電場排斥出耗盡區(qū)。因為勢阱內吸收的光生電子數量與入射到勢阱附近的光照強度成正比,所以通常又稱這種MOS電容為MOS光敏電容,或稱像素。一般在半導體硅片上制有幾百、上千個相互獨立的MOS電容,它們按線陣或面陣有規(guī)則地排列。如果在金屬電極上施加一正電壓,則在該半導體硅片上就形成很多相互獨立的勢阱;如果照射在這些電容上的是一幅明暗起伏的圖像,則在這些電容上就會感應出與光照強度相對應的光生電荷,這就是電荷耦合器件光電效應的基本原理。
讀出移位實質上是勢阱中電荷轉移輸出的過程。讀出移位寄存器的結構如圖7 -4所示,在半導體的底部覆蓋一層遮光層,以防止外來光線的干擾,上部由三個鄰近的電極組成一個耦合單元。當在CCD芯片上設置掃描電路時,它能在外加時鐘脈沖的控制下產生三相時序的脈沖信號,從左到右,出上而下,將存儲在整個平面陣列中的電荷耦合器件勢阱中的電荷,逐位、逐行地以串行模擬脈沖信號的方式輸出,轉換為數字信號存儲,或者輸入視頻顯示器,顯示出原始的圖像。
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