文档介绍：光电检测技术课件
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光电二极管（光敏二极管）
光敏二极管符号 光敏二极管接法
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外加反向偏压
可以不加偏压，与光电池不同，光敏二极管一般在负偏压情况 栅极正偏压
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表面势与反型层电荷密度的关系
表面势
反型层电荷密度
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势井
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二、电荷的耦合
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电荷的耦合
第一个电极保持10V，第二个电极上的电压由2V变到10V，因这两个电极靠得很紧(间隔只有几微米)，它们各自的对应势阱将合并在一起。原来在第一个电极下的电荷变为这两个电极下势阱所共有。
若此后第一个电极电压由10V变为2V，第二个电极电压仍为10V，则共有的电荷转移到第二个电极下的势阱中。这样，深势阱及电荷包向右移动了一个位置。
CCD电极间隙必须很小，电荷才能不受阻碍地自一个电极转移到相邻电极。对绝大多数CCD，1μm的间隙长度是足够了。
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ＣＣＤ主要由三部分组成：信号输入、电荷、信号输出。
输入部分：将信号电荷引入到ＣＣＤ的第一个转移栅极下的势阱中，称为电荷注入。
电荷注入的方法主要有两类：光注入和电注入
电注入：用于滤波、延迟线和存储器等。通过输入二极管给输入栅极施加电压。
光注入：用于摄像机。用光敏元件代替输入二极管。当光照射CCD硅片时，在栅极附近的半导体体内产生电子—空穴对，其多数载流子被栅极电压排开，少数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。
ＣＣＤ的工作原理
P-Si
输入
栅
输入二极管
输出二极管
输出
栅
SiO2
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在ＣＣＤ栅极上施加按一定规律变化、大小超过阈值的电压，则在半导体表面形成不同深浅的势阱。势阱用于存储信号电荷，其深度同步于信号电压变化，使阱内信号电荷沿半导体表面传输，最后从输出二极管送出视频信号。
为了实现电荷的定向转移，在CCD的MOS阵列上划分成以几个相邻MOS电荷为一单元的循环结构。一位CCD中含的MOS个数即为CCD的像数。
以电子为信号电荷的CCD称为N型沟道CCD，简称为N型CCD。而以空穴为信号电荷的CCD称为P型沟道CCD，简称为P型CCD。由于电子的迁移率远大于空穴的迁移率，因此N型CCD比P型CCD的工作频率高得多。
ＣＣＤ的工作原理
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CCD的特点
体积小，功耗低，可靠性高，寿命长。
空间分辨率高，可以获得很高的定位精度和测量精度。
光电灵敏度高，动态范围大，红外敏感性强，信噪比高 。
高速扫描，基本上不保留残象(电子束摄象管有15~20％的残象)
集成度高
可用于非接触精密尺寸测量系统。
无像元烧伤、扭曲，不受电磁干扰。
有数字扫描能力。象元的位置可由数字代码确定，便于与计算机结合接口。
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CCD的特性参数
像素数量，CCD尺寸，最低照度，信噪比等
像素数是指CCD上感光元件的数量。44万（768*576）、100万（1024*1024）、200万（1600*1200）、600万（2832*2128）
信噪比：典型值为46分贝
感光范围 — 可见光、红外
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CCD按电荷存储的位置分有两种基本类型
1、电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输
——表面沟道CCD(简称SCCD)。
2、电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并在半导体体内沿一定方向传输，
——体沟道或埋沟道器件(简称BCCD)。
ＣＣＤ的类型
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ＣＣＤ的类型
线阵ＣＣＤ：光敏元排列为一行的称为线阵，象元数从128位至5000位以至7000位不等，由于生产厂家象元数的不同，市场上有数十种型号的器件可供选用。
面阵CCD：器件象元排列为一平面，它包含若干行和列的结合。
目前达到实用阶段的象元数由25万至数百万个不等，按照片子的尺寸不同有1／3英寸、l／2英寸、2／3英寸以至1英寸之分。
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线阵CCD：一行，扫描；体积小，价格低； 面阵CCD: 整幅图像；直观；价格高，体积大；
面阵CCD芯片
第