CCD图像感器第4讲.pptxVIP

1;2;杨——赫姆霍兹三色理论;赫林学说的四色理论;四色理论的优缺点;阶段学说;格拉斯曼颜色混合定律（图像传感器相关）;8;9;10;11;12;13;14;颜色匹配实验;;(C)≡R(R)+G(G)+B(B) ;18;第二章 光源;2.5 半导体发光二极管光源 ;一、PN结及形成 一块单晶半导体中 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。 P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴。 N型半导体（N指negative，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。;PN结的形成： ; 浓度差 ? 多子扩散 ? 空间电荷区 (杂质离子) ? 内电场 ? ? 促少子 阻多子 漂移 扩散 ? ? 动态平衡时;24;是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。 LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。;LED发光的原理： 半导体晶片由两部分组成，一部分是P型 半导体，在它里面空穴占主导地位，另 一端是N型半导体，在这边主要是电子。 但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。 光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。;27;三、光电二极管（Photo-Diode） 将光信号变成电信号的半导体器件。 它的核心部分也是一个PN结，PN结面积比普通二极管大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。 　　光电二极管是在反向电压作用之下工作的。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。 　　;光生载流子在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。;30; 四、太阳能光伏电池（PV） 光生伏特效应，简称光伏效应。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。;光伏效应的两个过程： 一、由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程 二、是形成电压过程。 有了电压，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。 ; 太阳能光伏电池实质上是一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，发生光伏发电过程，在PN结电场的作用下，最后建立一个与光照度有关的电动势，通过电路控制达到用户的要求。;五、总结 相同： 1、LED、PV、PD的核心原件都是PN结 2、使用的材料都是半导体材料，以单晶硅（或锗）为原料 不同： 在利用PN结的基础上，通过不同的条件产生不同的现象 LED通过外加电场促使电子和空穴复合，辐射发光 PD利用PN结反向电压下的特性 PV通过光照利用PN结特性把光能转换为电能 ;1. PN结注入发光 ;2. 异质结注入发光 ;2.5.2 发光强度—电流特性;可以看出，发光二极管发光强度基本与流过的电流If成正比。说明可以通过控制电流If对LED发出的光强IV进行控制。 ;色温;40;41;42;LED的应用