光电传感器应用技术 教学课件 作者 王庆有 第8章 第1节.ppt

第八章 CCD的基本工作原理 8.1电荷存储 紧密地排列在半导体氧化层表面上的金属电极能够存储和转移电荷。 势阱中电荷的存储容量： Q=COXUG (8-1) 8.2电荷耦合 8.3 CCD的电极结构 1.三相单层铝电极结构 2. 三相电阻海结构 5. 阶梯状氧化物结构 6. 四相CCD 7. 体沟道CCD 8.4 电荷的注入和检测 8.4.1光注入 8.4.2 电注入 (1) 电流注入法 (2) 电压注入法 8.4.2电荷的检测(输出方式) 8.5 CCD的特性参数8.5.1 电荷转移效率η和电荷转移损失率ε 8.5.2 驱动频率 1、驱动频率的下限 电荷从一个电极转移到另一个电极所用的时间t ，少数载流子的平均寿命为τi 则 2、驱动频率的上限 电荷从一个电极转移到另一个电极的固有时间为τg 则 * 光学系统 CCD2 3. 三相交叠硅栅结构 4. 二相硅-铝交叠栅结构 被测物 光学系统2 CCD2 光学系统1 重叠部分 Qin=ηqNeoAtc 式中：η为材料的量子效率；q为电子电荷量； Neo为入射光的光子流速率；A为光敏单元的受光面积；tc为光的注入时间。 如图8-16 （a）所示为电流注入法结构 如图8-16 （b）所示为电压注入法结构 (8-3) (8-4) 输出电流Id与注入到二极管中的电荷量QS的关系 Qs=Iddt (8-5) 电荷转移效率为 电荷转移损失率为 电荷转移效率与损失率的关系为