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欢乐麻将CCD传感器的工作原理及应用解析

发布日期:2020-10-30 01:56

  是电荷藕合器件的简称,它使用一种高感光度的半导体材料制成,CCD具有光电转换、信号储存、转移(传输)、输出、处理以及电子快门等多种独特功能,能把光线转变成电荷,通过

  CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的,与电脑晶片CMOS技术相似,也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体材料,它是由大量独立的感光单元按照矩阵形式排列组成的。CCD的感光能力比PMT低,但近年来CCD技术有了长足的进步。由于CCD的体积小、造价低,所以广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。目前大多数数码相机采用的图像传感器都是CCD。

  CCD本身是不能分辨颜色的,所以,在实际应用时需要使用色彩滤镜,欢乐麻将一般情况下就是在CCD器件的滤镜层涂上不同的颜色,其色块按G-R-G-B(绿-红-绿-蓝)的顺序排列,使每一片滤镜单元下的感光单元感应不同的颜色。

  CCD的基本单元是MOS电容器,这种电容器能存贮电荷,其结构如图 1 所示。以P型硅为例,在P型硅衬底上通过氧化在表面形成SiO2层,然后在SiO2 上淀积一层金属为栅极,P 型硅里的多数载流子是带正电荷的空穴,少数载流子是带负电荷的电子,当金属电极上施加正电压时,其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引。于是带正电的空穴被排斥到远离电极处,剩下不能移动的带负电的少数载流子在紧靠SiO2层形成负电荷层(耗尽层),这种现象便形成对电子而言的陷阱,电子一旦进入就不能复出,故又称为电子势阱。

  当器件受到光照时(光可从各电极的缝隙间经过SiO2层射入,或经衬底的薄P型硅射入),光子的能量被半导体吸收,产生电子-空穴时,这时出现的电子被吸引存贮在势阱中,这些电子是可以传导的,光越强,势阱中收集的电子越多,光弱则反之,这样就把光的强弱变成电荷的数量,实现了光和电的转换,而势阱中收集的电子是被存贮状态即使停止光 137 照一定时间内也不会损失,这就实现了对光照的记忆。

  总之,上述结构实质上是个微小的MOS 电容,用它构成象素,既可“感光”又可留下 “潜影”,感光作用是靠光强产生的电子积累电荷,潜影是各个象素留在各个电容里的电荷不等而形成的,若能设法把各个电容里的电荷依次传送到他处,再组成行和帧并经过“显影”就实现了图象的传递。

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