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基于面阵CCD的图像信息采集及处理文献综述

 2020-04-16 03:04  

一、CCD基本原理[1-3] 电荷耦合器件(Charge Couple Device,CCD)是一种以电荷为信号载体的微型图像传感器,具有光电转换和信号电荷存储、转移及读出的功能,可存储于适当的介质或输入计算机,便于进行图像存储、增强、识别等处理。

1、电荷的产生 在CCD中,电荷产生的方法有不少,归纳起来可以分为两大类:光注入和电注入。

(1)光注入 当光照射到CCD硅片上时,在栅极附近的半导体内产生电子#8212;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。

光注入电荷Q=ηq△nε0TcA。

η一材料的量子效率: q一电子电荷量; △nε0一入射光的光子流速率; A一光敏单元的受光面积: Tc一光注入时问。

(2)电注入 所谓电注入就是CCD通过输入结构对信号电压或者电流进行采样,将信号电压或者电流转换为信号电荷。

电注入的方法很多,最常用的方法是电压注入法和电流注入法。

2、电荷存储 构成CCD的基本单元是MOS(金属-氧化物-半导体)结构。

图1.CCD基本单元 如图1所示,以P型半导体为例,栅极施加电压时,空穴被排斥,在半导体中产生耗尽区,电压增大,耗尽区增大。

当UGUTh时,半导体与绝缘体表面上的电势很高,电子被吸引到势能最低的半导体和氧化层交界面处,形成一层极薄但电荷浓度很高的反型层。

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