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CCD工作原理及特性研究 Working Principles of Charge Coupled Device (CCD) 刘向东 田召明 2010.9 实验目的 定性了解CCD的工作原理 初步了解MOS结构的物理过程 * 半导体的掺杂： p 型半导体： 空缺多数载流子，受主掺杂 B、Ga 一、预备知识 n 型半导体： 电子多数载流子，施主掺杂 N、P EC EF Ev 根据载流子类型： EC EF Ev EC EF Ev 半导体的能带图： n 型半导体： p 型半导体 费米能级：标志着电子的填充水平，靠近导带，多数载流子为电子，靠近价带，多数载流子为空缺。 Metal-oxide-semiconductor (MOS)结构： 构成了CCD的基本单元 耗尽区 反型层 多子耗尽：电子在表面形成“势阱”，空缺被排斥到体内。 反型：电子浓度高于空缺p型变成n型。 信号电荷形成和存储：光信号产生电子-空缺对，电子吸入势阱存储起来，形成电荷包。 1、信号电荷形成和存储 CCD的工作原理 2. 电荷包的转移 t1 t2 t3 电压 不对称电极 t1 t2 t3 t4 3. 信号电荷的检测 ------浮置扩散放大器输出结构 电荷量 电压信号 фR：信号电压读出后，栅极上加复位脉冲 工作时序图 实验内容 实验内容 CCD驱动脉冲的观测 1. 积分时间为1档，频率为0档，CH1接ф1， CH2接ф2，使两者相位反向，观测ф1、 ф2和фR相位的关系，并作图。 2. 分别测量频率为四个档位下， ф1、 ф2和фR相位关系，周期和振幅。 教材实验内容1中的②和③ *
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