CCD传感器,CCD传感器简介,原理,应用
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CCD传感器,CCD传感器简介,原理,应用  2011/10/3

目录

  • CCD传感器简介
  • CCD的基本原理
  • CCD传感器的原理
  • CCD传感器的应用
CCD传感器

CCD传感器简介

  •   CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的,与电脑晶片CMOS技术相似,也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体材料,它是由大量独立的感光单元按照矩阵形式排列组成的。CCD的感光能力比PMT低,但近年来CCD技术有了长足的进步。由于CCD的体积小、造价低,所以广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。目前大多数数码相机采用的图像传感器都是CCD。

      CCD本身是不能分辨颜色的,所以,在实际应用时需要使用色彩滤镜,一般情况下就是在CCD器件的滤镜层涂上不同的颜色,其色块按G-R-G-B(绿-红-绿-蓝)的顺序排列,使每一片滤镜单元下的感光单元感应不同的颜色。

      例如,在一个130万像素的CCD上,有325000个像素感应红色,325000个像素感应蓝色,650000个像素感应绿色。在一个使用这种CCD的分辨率为1280x1024的数码相机中,有640x512个红色像素、640x512个蓝色像素和640x1024个绿色像素,绿色像素多一点,是因为人类眼睛对绿色的敏感性和对其它颜色不一样。最后在记录图像时,每个像素的真实色彩就是它与周围像素象混合的平均值。

CCD的基本原理

  •   电荷祸合器件 CCD的基本原理是在一系列 MOS电容器金属电极上,加以适当的脉冲电压,排斥掉半导体衬底内的多数载流子,形成“势阱”的运动,进而达到信号电荷(少数载流子)的转移。如果所转移的信号电荷是由光像照射产生的,则 CCD具备图像传感器的功能;若所转移的电荷通过外界注入方式得到的,则 CCD还可以具备延时、信号处理、数据存储以及逻辑运算等功能。

      电荷祸合器件 CCD 的基本原理与金属一氧化物一硅(MOS)电容器的物理机理密切相关。

CCD传感器的原理

  •   CCD的基本单元是MOS电容器,这种电容器能存贮电荷,其结构如图 1 所示。以P型硅为例,在P型硅衬底上通过氧化在表面形成SiO2层,然后在SiO2 上淀积一层金属为栅极,P 型硅里的多数载流子是带正电荷的空穴,少数载流子是带负电荷的电子,当金属电极上施加正电压时,其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引。于是带正电的空穴被排斥到远离电极处,剩下不能移动的带负电的少数载流子在紧靠SiO2层形成负电荷层(耗尽层),这种现象便形成对电子而言的陷阱,电子一旦进入就不能复出,故又称为电子势阱。

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