電荷耦合
發(fā)布時間:2016/1/29 19:49:48 訪問次數(shù):923
為了理解在CCD中勢阱及電荷是如何從一個位置移到另一個位置的,如圖7.18所示,取CCD中四個彼此靠得很近的電極來觀察。假定開始時有。FDS9435A些電荷存儲在偏壓為10V的第:個電極卜面的深勢阱里,其他電極上均加有大于閾值的較低電壓(如2 V)。設(shè)圖7.18 (a)所示為零時刻,過f-時刻后,各電極上的電壓變?yōu)槿鐖D7.18(b)所示,第二個電極仍保持為10V,第j個電極上的電壓由2V變?yōu)?0V,因?yàn)檫@兩個電極靠得很緊(間隔只有幾微米),故它們各自的對應(yīng)勢阱將合并到一起。原來在第二個電極F的電荷變?yōu)檫@兩個電極下的勢阱所共有,如圖7.18 (b)和(c)所示。若此后電極上的電壓變?yōu)槿鐖D7.18 (d)所示,第二個電極電壓由10V變?yōu)?V,第三個電極電壓仍為10V,則共有的電荷轉(zhuǎn)移剄第.ji個電極F的勢阱中,如圖7.18 (e)所示。由此可見,深勢阱及電荷包向右移動了…個位置。
通過一定規(guī)則變換的電壓加到CCD各電極上,電極下的電荷包就能沿半導(dǎo)體表面按·定的方向移動。通常把CCD電極分為幾組,并施加同樣的時鐘脈沖。CCD的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了使其正常工作所需的相數(shù)。圖7.18所示的結(jié)構(gòu)需要三相時鐘脈沖,其波形如圖7,18 (f)所示,這樣的CCD稱為三相CCD。三相CCD的電荷耦合(傳輸)方式必須在三相交迭脈沖的作用下才能以一定的方向,逐個單元地轉(zhuǎn)移。
應(yīng)該指出,CCD電極間隙必須很小,電荷才能不受阻礙地由一個電極轉(zhuǎn)移到相鄰電極卜。能夠產(chǎn)生完全耦合條件的最大間隙一般由具體電極結(jié)構(gòu)、表面態(tài)密度等因素決定。
以電子為信號電荷的CCD稱為N型溝道CCD,簡稱N型CCD。而以空穴為信號電荷的CCD稱為P型溝道CCD,簡稱P型CCD。由于電子的遷移率遠(yuǎn)大于空穴的遷移率,所以N型CCD比P型CCD的工作頻率高得多。
為了理解在CCD中勢阱及電荷是如何從一個位置移到另一個位置的,如圖7.18所示,取CCD中四個彼此靠得很近的電極來觀察。假定開始時有。FDS9435A些電荷存儲在偏壓為10V的第:個電極卜面的深勢阱里,其他電極上均加有大于閾值的較低電壓(如2 V)。設(shè)圖7.18 (a)所示為零時刻,過f-時刻后,各電極上的電壓變?yōu)槿鐖D7.18(b)所示,第二個電極仍保持為10V,第j個電極上的電壓由2V變?yōu)?0V,因?yàn)檫@兩個電極靠得很緊(間隔只有幾微米),故它們各自的對應(yīng)勢阱將合并到一起。原來在第二個電極F的電荷變?yōu)檫@兩個電極下的勢阱所共有,如圖7.18 (b)和(c)所示。若此后電極上的電壓變?yōu)槿鐖D7.18 (d)所示,第二個電極電壓由10V變?yōu)?V,第三個電極電壓仍為10V,則共有的電荷轉(zhuǎn)移剄第.ji個電極F的勢阱中,如圖7.18 (e)所示。由此可見,深勢阱及電荷包向右移動了…個位置。
通過一定規(guī)則變換的電壓加到CCD各電極上,電極下的電荷包就能沿半導(dǎo)體表面按·定的方向移動。通常把CCD電極分為幾組,并施加同樣的時鐘脈沖。CCD的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了使其正常工作所需的相數(shù)。圖7.18所示的結(jié)構(gòu)需要三相時鐘脈沖,其波形如圖7,18 (f)所示,這樣的CCD稱為三相CCD。三相CCD的電荷耦合(傳輸)方式必須在三相交迭脈沖的作用下才能以一定的方向,逐個單元地轉(zhuǎn)移。
應(yīng)該指出,CCD電極間隙必須很小,電荷才能不受阻礙地由一個電極轉(zhuǎn)移到相鄰電極卜。能夠產(chǎn)生完全耦合條件的最大間隙一般由具體電極結(jié)構(gòu)、表面態(tài)密度等因素決定。
以電子為信號電荷的CCD稱為N型溝道CCD,簡稱N型CCD。而以空穴為信號電荷的CCD稱為P型溝道CCD,簡稱P型CCD。由于電子的遷移率遠(yuǎn)大于空穴的遷移率,所以N型CCD比P型CCD的工作頻率高得多。
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