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當一束光投射到MOS電容器上時,光子透過金屬電極和氧化層XC3064A-7PC84C,進入SI襯底,襯底每吸收一個光子,就會產生一個電子—空*對,其中的電子被吸引到電荷反型區存儲。從而表明了CCD存儲電荷的功能。一個CCD檢測像元的電荷存儲容量決定于反型區的大小,而反型區的XC3064A-7PC84C大小又取決于電極的大小、柵極電壓、絕緣層的材料和厚度、半導體材料的導電性和厚度等一些因素。
電荷轉移
三相CCD的電荷耦合(傳輸)方式必須在三相交迭脈沖的作用下XC3064A-7PC84C才能以一定的方向,逐個單元的轉移。另外必須強調指出的是,CCD電極間隙必須很小,電荷才能不受阻礙地自一個電極下轉移到相鄰電極下。這對于圖7所示的電極結構是一個關鍵問題。如果電極間隙比較大,兩相鄰電極間的勢阱將被勢壘隔開,不能合并,電荷也不能從一個電極向另一個電極轉移。CCD便不能在外部時鐘脈沖的作用XC3064A-7PC84C下正常工作。
電荷的注入和檢測
CCD中的信號電荷可以通過光注入和電注入兩種方式得到。光注入就是當光照射CCD硅片時,在柵極附近的半導體體內產生電子—空*對,其多數載流子被柵極電壓排開,少數載流子則被收集在勢阱中形成信號電荷。而所謂電注入,就是CCD通過輸入結構對信號電壓或電流進行采樣,將XC3064A-7PC84C信號電壓或電流轉換為信號電荷。在此僅討論與本課題有關的光注入法。
CCD利用光電轉換功能將投射到CCD上面的光學圖像轉換為電信號“圖像”,即電荷量與當地照度大致成正比的大小不等的電荷包空間分布,然后利用移位元元寄存功能將這些電荷包“自掃描”到同一個輸出端,形成幅度不等的實時脈沖序列。其中光電轉換功能的物理基礎是半導體的光吸收。當電磁輻射投射到半導體上面時,電磁輻射一部分被反射,另一部分透射,其余部分被 半XC3064A-7PC84C導體吸收。
所謂半導體光吸收,就是電子吸收光子并從一個能態躍遷到另一個較高能級的過程。我們這里將要涉及到的是價帶電子越過禁帶到導帶的躍遷,和局域雜質或缺陷周圍的束縛電子(或空*)到導帶(獲價帶)的躍遷。他們分別稱為本征吸收和非本征吸收。CCD利用處于XC3064A-7PC84C表面深耗盡狀態的一系列MOS電容器(稱為感光單元或光敏單元)收集光產生的少數載流子。這些收集勢阱是相互隔離的。由此可見,光轉換成電的過程實際上還包括對空間連續的光強分布進行空間上分離的采樣過程。
另外,襯底每吸收一個光子,反型區中就多一個電子,這種光子數目與存儲電荷的定量關系正是CCD檢測器用于對光信號作定量分析的XC3064A-7PC84C依據。