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典型線陣圖像傳感器結(jié)構(gòu)、原理

   2019-10-17 十二32
核心提示:TC1206UD當(dāng)脈沖高電平到來時(shí),正值φ1電極下均形成深阱,同時(shí)的高電平使電極下的深勢(shì)阱與MOS電容存儲(chǔ)勢(shì)阱溝通。

線陣CCD的種類很多,分類方法也很多。不同類型的線陣 CCD具有不同的特點(diǎn), 適于不同的應(yīng)用。下面以TCD1206UD為例進(jìn)行介紹。

TCD1206UD為典型的二相線CCD,這里就其基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其驅(qū)動(dòng)電路等作一簡單介紹。

TCD1206UD的基本結(jié)構(gòu)

 轉(zhuǎn)換113

圖12 - 12所示為TCD1206UD的基本結(jié)構(gòu)原理圖。它由2 236個(gè)PN結(jié)光電二極管構(gòu)成光敏元陣列。其中前64個(gè)和后12個(gè)是用作暗電流檢測(cè)而被這蔽的,圖中用符號(hào)Dn表示在檢測(cè)輸出時(shí)要濾掉的信號(hào);中間的2 160個(gè)光電二極管是曝光像敏單元,圖中用Sn表示。每個(gè)光敏單元的尺寸為14μm 長、14μm高 ,中心距亦為14μm。光敏元陣列總長為30.24 mm光敏元的兩側(cè)是用作存儲(chǔ)光生電荷的MOS電容陣列(圖中存儲(chǔ)柵)。MOS電容陣列兩側(cè)是轉(zhuǎn)移柵電極SH,在它的兩側(cè)為CCD模擬移位寄存器,其輸出部分由信號(hào)輸出單元和補(bǔ)償輸出單元構(gòu)成。

 

工作原理

TC1206UD在如圖12-13所示的驅(qū)動(dòng)脈沖作用下工作。當(dāng)脈沖高電平到來時(shí),正值φ1電極下均形成深阱,同時(shí)的高電平使電極下的深勢(shì)阱與MOS電容存儲(chǔ)勢(shì)阱溝通。如圖12-14所示,MOS電容中的信號(hào)電荷包通過轉(zhuǎn)移柵轉(zhuǎn)移到模擬移位寄存器的φ1極下的勢(shì)阱中。當(dāng)φSH由高變低時(shí),φSH低電平形成的淺勢(shì)阱將存儲(chǔ)柵下勢(shì)阱與φ1極下的勢(shì)阱隔離開。存儲(chǔ)柵勢(shì)阱進(jìn)入光積分狀態(tài),而模擬移位寄存器將在φ1與φ2脈沖的作用下驅(qū)使轉(zhuǎn)移到φ1電極下勢(shì)阱中的信號(hào)電荷向左轉(zhuǎn)移,并經(jīng)輸出電路由OS電極輸出。

轉(zhuǎn)換114

  由于結(jié)構(gòu)上的安排OS端首先輸出13個(gè)虛設(shè)單元信號(hào),再輸出51個(gè)暗信號(hào),然后連續(xù)輸出S1到S2160的有效像素單元信號(hào),第S2160信號(hào)輸出后,又輸出9個(gè)暗信號(hào),再輸出2個(gè)奇偶檢測(cè)信號(hào),以后便是空驅(qū)動(dòng)。空驅(qū)動(dòng)數(shù)目可以是任意的。由于該器件是兩列并行分奇偶傳輸?shù)模栽谝粋€(gè)φSH

轉(zhuǎn)換116

周期中至少要有1118個(gè)脈沖φ1,即TSH>1118T1。圖12-16中的φk為復(fù)位級(jí)的復(fù)位脈沖,復(fù)位一次輸出一個(gè)信號(hào)。

 
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