CCD传感器

时间:2024-11-25

CCD是由贝尔实验室于1969年在美国发明的。

类似于计算机芯片CMOS技术,它也可以用作计算机存储器和逻辑运算芯片。

CCD是一种特殊的半导体材料,由大量以矩阵形式排列的独立光敏单元组成。

CCD的摄影能力低于PMT,但近年来CCD技术取得了很大进展。

CCD由于体积小,成本低,因此广泛应用于扫描仪,数码相机和数码摄像机。

目前,大多数数码相机中使用的图像传感器都是CCD。

CCD本身无法区分颜色。

因此,有必要在实际应用中使用滤色器。

通常,CCD器件的滤光层涂有不同的颜色,颜色块是GRGB(绿 - 红 - 绿 - 蓝)。

排序使得每个滤光器单元下方的光敏单元感测不同的颜色。

例如,在130万像素CCD上,325,000像素感应红色,325,000像素感测蓝色,650,000像素感测绿色。

在使用此CCD的分辨率为1280x1024的数码相机中,有640x512红色像素,640x512蓝色像素和640x1024绿色像素。

由于人眼对绿色的敏感度和其他颜色不一样,绿色像素更多一些。

最后,在记录图像时,每个像素的真实颜色是其与周围像素的混合的平均值。

电荷CCD器件的基本原理是向一系列MOS电容器金属电极施加适当的脉冲电压,以排斥半导体衬底中的大部分载流子,从而形成“势阱”。

运动,从而实现信号电荷(少量载波转移)。

如果通过光图像产生转移的信号电荷,则CCD具有图像传感器的功能;如果通过外部注入获得转移的电荷,则CCD还可以具有延迟,信号处理,数据存储和逻辑操作。

和其他功能。

电荷杂项器件CCD的基本原理与金属氧化物硅(MOS)电容器的物理机制密切相关。

CCD的基本单元是MOS电容器,可以存储电荷,其结构如图1所示。

以P型硅为例,在P型硅衬底的表面上形成SiO2层。

氧化,然后在SiO2上沉积金属作为栅极,并且P型硅中的多数载流子带正电。

在孔处,少数载流子是带负电的电子。

当向金属电极施加正电压时,电场可以通过SiO2绝缘层排斥或吸引载流子。

然后将带正电的空穴从电极排斥,留下不能移动的带负电的少数载流子,在SiO2层附近形成负电荷层(耗尽层)。

这种现象是为电子形成的。

一旦电子进入,陷阱就无法恢复,因此它也被称为电子势阱。

当器件暴露在光线下时(光可以从电极之间的间隙通过SiO2层或通过衬底的薄P型硅入射),光子的能量被半导体吸收,并且电子 - 生成洞。

吸引电子储存在势阱中。

可以传导这些电子。

光线越强,势阱中收集的电子越多,相反的弱势则越弱。

这将光的强度转换为电荷量。

即使停止光137在一段时间内没有丢失,也存储了在势阱中收集的电子的光和电的转换,这实现了照明的记忆。

简而言之,上述结构基本上是一个微小的MOS电容器,用于形成像素,该像素可以是“光敏的”,也可以是“光敏的”。

和“潜像”。

光接收效应是由光强度产生的电子的电荷累积,并且潜像是单个像素。

每个电容器中剩余的电荷不相等。

如果你可以尝试将每个电容器中的电荷转移到另一个地方,那么就要组成线条和框架并“开发”。

实现图像传输。

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