電荷轉移原理
發(fā)布時間:2014/12/2 18:38:57 訪問次數(shù):3015
當器件受到光照時(光可從各電極的縫隙間經(jīng)過S102層射入或經(jīng)襯底的薄P型硅射人),AD8307ARZ光子的能量被半導體吸收,產(chǎn)生電子一空穴對,這時出現(xiàn)的電子吸引存儲在勢阱中。光越強勢阱中收集的電子越多,光越弱勢阱中收集的電子越少。這樣就把光的強弱變成電荷的數(shù)量,實現(xiàn)了光和電的轉換。而勢阱中的電子是處于被存儲狀態(tài),即使停止光照,在一定時間內(nèi)也不會損失,這就實現(xiàn)了對光照的記憶功能。
總之,上述結構實質上是個微小的MOS電容,用它構成像素,既可感光又可留下潛影,感光作用是靠光強產(chǎn)生的電子積累電荷,潛影是各個像素留在電容里的電荷不等而形成的。若能設法把各個電容里的電荷依次傳送到其他處,再組成行和幀,經(jīng)過顯影就實現(xiàn)了圖像的傳遞。
電荷轉移原理 由于組成一幀圖像的像素總數(shù)太多,只能用串行方式依次傳送,在常規(guī)像素的管里是靠電子束掃描的方法工作的,在CCD器件里也需要用掃描實現(xiàn)各信息的串行化。不過CCD器件并不需要復雜昀掃描裝置,只需外加如圖5-43所示的多相脈沖,依次對并列的各個電極施加電壓就能實現(xiàn)。圖中的聲1、聲2、≠3,是相位依次相差120。的三個脈沖源,其波形都是前沿陡峭后沿傾斜。若按時刻tl~t5分別分析其作用,可結合圖5-44來
討論工作原理。在排成直線的一維CCD器件里,電極1~9分別接在三相脈沖源上,將電極之間1~3視為一個像素,在乒1為正電壓的tl時刻里受到光照,于是電極1之下出現(xiàn)勢阱,并收集到負電荷。同時,電極4和7之下也出現(xiàn)勢阱,但因光強不同,所收集到的電荷不等。在時刻t2,電壓聲1已下降,然而≯2電壓最高,所以電極2、5、8下方的勢阱最深,原先儲存在電極1、4、7下方的電荷將移到2、5、8下方。到時刻t3,上述電荷已全部向右轉
移一步。依此類推,到時刻t5已依次轉移到電極3、6、9下方。二維的CCD則有多行,在每一行的末端,設置有接電荷并有放大的器件,此器件所接收順序當然是先收到距離最近的右方像素,依次到來的是左方像素。直到整個一行的各像素都傳送完,如果只是一維的,就可以再進行光照,重新傳送新的信息。如果是二維的,就開始傳送第二行。
當器件受到光照時(光可從各電極的縫隙間經(jīng)過S102層射入或經(jīng)襯底的薄P型硅射人),AD8307ARZ光子的能量被半導體吸收,產(chǎn)生電子一空穴對,這時出現(xiàn)的電子吸引存儲在勢阱中。光越強勢阱中收集的電子越多,光越弱勢阱中收集的電子越少。這樣就把光的強弱變成電荷的數(shù)量,實現(xiàn)了光和電的轉換。而勢阱中的電子是處于被存儲狀態(tài),即使停止光照,在一定時間內(nèi)也不會損失,這就實現(xiàn)了對光照的記憶功能。
總之,上述結構實質上是個微小的MOS電容,用它構成像素,既可感光又可留下潛影,感光作用是靠光強產(chǎn)生的電子積累電荷,潛影是各個像素留在電容里的電荷不等而形成的。若能設法把各個電容里的電荷依次傳送到其他處,再組成行和幀,經(jīng)過顯影就實現(xiàn)了圖像的傳遞。
電荷轉移原理 由于組成一幀圖像的像素總數(shù)太多,只能用串行方式依次傳送,在常規(guī)像素的管里是靠電子束掃描的方法工作的,在CCD器件里也需要用掃描實現(xiàn)各信息的串行化。不過CCD器件并不需要復雜昀掃描裝置,只需外加如圖5-43所示的多相脈沖,依次對并列的各個電極施加電壓就能實現(xiàn)。圖中的聲1、聲2、≠3,是相位依次相差120。的三個脈沖源,其波形都是前沿陡峭后沿傾斜。若按時刻tl~t5分別分析其作用,可結合圖5-44來
討論工作原理。在排成直線的一維CCD器件里,電極1~9分別接在三相脈沖源上,將電極之間1~3視為一個像素,在乒1為正電壓的tl時刻里受到光照,于是電極1之下出現(xiàn)勢阱,并收集到負電荷。同時,電極4和7之下也出現(xiàn)勢阱,但因光強不同,所收集到的電荷不等。在時刻t2,電壓聲1已下降,然而≯2電壓最高,所以電極2、5、8下方的勢阱最深,原先儲存在電極1、4、7下方的電荷將移到2、5、8下方。到時刻t3,上述電荷已全部向右轉
移一步。依此類推,到時刻t5已依次轉移到電極3、6、9下方。二維的CCD則有多行,在每一行的末端,設置有接電荷并有放大的器件,此器件所接收順序當然是先收到距離最近的右方像素,依次到來的是左方像素。直到整個一行的各像素都傳送完,如果只是一維的,就可以再進行光照,重新傳送新的信息。如果是二維的,就開始傳送第二行。
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