1、第八章第八章 CCDCCD的基本工作原理的基本工作原理 8.18.1电荷存储电荷存储 紧密地排列在半导体氧化层表面上的金属电极能紧密地排列在半导体氧化层表面上的金属电极能够存储和转移电荷。够存储和转移电荷。势阱中电荷的存储容量：Q=COXUG (8-1)8.28.2电荷耦合电荷耦合 8.3 CCD8.3 CCD的电极结构的电极结构 1.1.三相单层铝电极结构三相单层铝电极结构 2.2.三相电阻海结构三相电阻海结构 光学系统光学系统CCD23.三相交叠硅栅结构三相交叠硅栅结构4.二相硅-铝交叠栅结构 5.阶梯状氧化物结构阶梯状氧化物结构 被测物被测物光学系统光学系统2CCD2光学系统光学系统1重
2、叠部分重叠部分v6.6.四相四相CCDCCD 7.7.体沟道体沟道CCD CCD 8.4 8.4 电荷的注入和检测电荷的注入和检测 v8.4.18.4.1光注入光注入Qin=qNeoAtc式中：为材料的量子效率；q为电子电荷量；Neo为入射光的光子流速率；A为光敏单元的受光面积；tc为光的注入时间。8.4.2 8.4.2 电注入电注入 (1)电流注入法电流注入法 (2)电压注入法电压注入法 如图8-16（a）所示为电流注入法结构如图8-16（b）所示为电压注入法结构2thiginoxg2UUUCLWIs2thiginoxg2UUUCLWQs(8-3)(8-4)8.4.28.4.2电荷的检测电荷
3、的检测(输出方式输出方式)输出电流输出电流I Id d与注入到二极管中的电荷量与注入到二极管中的电荷量Q QS S的关系的关系 Q Qs s=I Id dd dt t (8-5(8-5)8.5 CCD8.5 CCD的特性参数的特性参数8.5.1 8.5.1 电荷转移效率电荷转移效率和电荷转移损失率和电荷转移损失率)0()(1)0()()0(QtQQtQQ)0()(QtQ电荷转移效率为 电荷转移损失率为 电荷转移效率与损失率的关系为 18.5.2 8.5.2 驱动频率驱动频率 1、驱动频率的下限、驱动频率的下限 电荷从一个电极转移到另一个电极所用的时间t，少数载流子的平均寿命为i 则 2、驱动频率的上限、驱动频率的上限 电荷从一个电极转移到另一个电极的固有时间为g 则 ii31fg31f
