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感光耦合元件感光耦合元件工作原理

发布网友 发布时间:2024-07-13 07:18

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热心网友 时间:2024-07-24 21:19

感光耦合元件,简称CCD,由三个关键部分构成:信号输入、电荷转移以及信号输出。

首先,信号输入阶段,CCD通过将信号电荷引入到第一个转移栅极下方的势阱中,这一过程称为电荷注入。在这个过程中,CCD栅极需要施加特定规律的电压,它会在半导体表面形成不同深浅的势阱,这些势阱用于储存信号电荷,其深度与信号电压的变化同步,促使阱内的电荷沿着半导体表面移动,最终从输出二极管输出视频信号。

为了保证电荷的定向转移,CCD的设计采用了MOS阵列,将其划分为多个相邻的MOS电荷单元,形成了一个循环结构。一个CCD中的MOS数量就决定了其像素的数量。

在摄像机的应用中,光注入环节更为重要。这里,光敏元件取代了输入二极管。当光线照射到CCD的硅片时,会在栅极附近的半导体材料中产生电子—空穴对。栅极电压会将多数载流子排开,而少数载流子则被捕集在势阱中,形成信号电荷,从而完成图像的捕捉和转换。
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