电荷耦合器件

电荷耦合器件是用于检测光的硅晶片，其对光的变化比传统的负片更敏感。

它是一个动态移位寄存器，使用不同的电荷量来表示不同的状态。

时钟脉冲电压产生并控制半导体势阱的变化，以实现存储和传输电荷信息的固态电子器件。

英文缩写CCD。

电荷耦合器件是由W.S.于1969年发明的。

博伊尔和G.E.美国贝尔实验室的史密斯，由一组规则排列的金属氧化物半导体（MOS）电容器阵列和输入和输出电路组成。

传统的固态电子设备，信息的存在和表示，通常使用电流或电压。

在CCD中，使用电荷，因此CCD对信息的表达具有更高的灵敏度。

固态成像，信息处理和大容量存储是CCD的三个主要用途。

各种线阵和面阵传感器已成功应用于天文，遥感，传真，视频等领域。

CCD信号处理结合了数字和模拟信号处理技术的优点，广泛应用于中等精度雷达和通信系统。

CCD还可以用作大容量串行存储器，其中访问时间，系统容量和制造成本在半导体存储器和磁盘以及鼓存储器之间。

CCD的原型是在N型或P型硅衬底上生长薄的二氧化硅层，然后在二氧化硅层上沉积并蚀刻金属电极。

这些规则排列的金属氧化物半导体电容器阵列和适当的输入和输出电路构成了基本的CCD移位寄存器。

时钟脉冲施加到金属栅电极，并且在相应的栅电极下方的半导体中形成能够存储少数载流子的势阱。

可以通过光注入或电注入将信号电荷输入到势阱。

然后周期性地改变时钟脉冲的相位和幅度，并且阱深度随时间相应地改变，从而使注入的信号电荷在半导体内定向传输。

CCD输出通过反相偏置的PN结来收集电荷，然后放大，复位和输出离散信号。

电荷转移效率是CCD最重要的性能参数之一，表示为转移电荷量和每次转移电荷总量的百分比。

传输效率限制了CCD的最大传输级数。

体通道CCD的电荷转移机制与表面通道CCD的电荷转移机制略有不同。

体通道CCD也称为掩埋通道CCD。

所谓的体通道，即用于存储和传输信号电荷的通道，在距离半导体表面一定距离处形成在主体中。

体通道CCD可以具有高达几百兆赫兹的时钟频率，而典型的表面通道CCD仅为几兆赫兹。

电荷耦合器件具有光电转换，信号存储和信号传输能力，是一种新型的全固态自扫描成像器件。

固态成像，信号处理和大容量存储是CCD的三个主要用途。

各种线性阵列和区域阵列图像传感器已成功用于天文学，遥感，传真，读卡，光学测试和电视成像。

低光CCD和红外CCD用于军事应用，如航空航天和机载成像。

显示出很大的影响。

CCD信号处理结合了数字和模拟信号处理技术的优点，广泛应用于中等精度雷达和通信系统。

CCD还可以用作大容量串行存储器，其中访问时间，系统容量和制造成本在半导体存储器和磁盘以及鼓存储器之间。

有许多指标可以测量电荷耦合器件的质量，例如像素数，CCD尺寸，灵敏度，信噪比等，其中像素数和CCD尺寸是重要指标。

像素数是指电荷耦合器件上的光敏元件的数量。

照相机拍摄的照片可以理解为由许多小点组成，每个小点都是一个像素。

显然，像素数越多，图像就越清晰。

如果电荷耦合器件没有足够的像素，则捕获图像的清晰度将受到很大影响。

因此，电荷耦合器件的理论像素数应该更好。

然而，电荷耦合器件的像素数量的增加将降低制造成本和产量，并且在当前电视标准下，像素数量增加到一定量，并且增加了锐度。

拍摄的图像变得不起眼。

通常，百万左右的像素数足以用于一般用途。

电荷耦合器件有两种处理方法。

一种是TTL技术，另一种是CMOS技术。

市场上的电荷耦合器件和CMOS实际上是电荷耦合器件，但处理技术不同。

前者是毫安安级的功耗，后者是微安级的功耗。

TTL工艺下的CCD成像质量优于CMOS工艺。