CCD圖像傳感器實(shí)驗(yàn)中光敏元的結(jié)構(gòu)及工作原理是什么

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2020-10-08

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CCD 電荷耦合器件分為線陣器件和面陣器件兩種 . 其基本組成部分是 MOS 光敏元列陣和讀出移位寄存器。 MOS光敏元的結(jié)構(gòu)它是在半導(dǎo)體(P型硅)基片上形成一種氧化物 (如二氧化硅)，在氧化物上再沉積一層金屬電極，以此形成一個(gè)金屬-氧化物-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元 (MOS） MOS 光敏元工作原理如上圖所示，從半導(dǎo)體的原理得，當(dāng)在金屬電極上施加一正電壓時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，電極下面的 P 型硅區(qū)域里的空穴將被趕盡，從而形成耗盡區(qū)。也就是說，對(duì)帶負(fù)電的電子而言，這個(gè)耗盡區(qū)是一個(gè)勢(shì)能很低的區(qū)域，稱為 " 勢(shì)阱 " 。如果此時(shí)有光線入射到半導(dǎo)體硅片上，則在光子的作用下，半導(dǎo)體硅片上就形成電子和空穴，由此產(chǎn)生的光生電子被附近的勢(shì)阱所吸收 ( 或稱俘獲），而同時(shí)產(chǎn)生的空穴則被電場(chǎng)排斥出耗盡區(qū)。此時(shí)勢(shì)阱內(nèi)所吸收的光生電子數(shù)量與入射到勢(shì)阱附近的光強(qiáng)成正比。人們稱這樣一個(gè) MOS 結(jié)構(gòu)元為 MOS 光敏元，或稱為一個(gè)像素 ; 把一個(gè)勢(shì)餅所收集的若干光生電荷稱為一個(gè)電荷包。通常在半導(dǎo)體硅片上制有幾百個(gè)或幾千個(gè)相互獨(dú)立的 MOS 元，它們按線陣或面陣有規(guī)則地排列。如果在金屬電極上施加一正電壓，則在這半導(dǎo)體硅片上就形成幾百個(gè)或幾千個(gè)相互獨(dú)立的勢(shì)阱。如果照射在這些光敏元上的是一幅明暗起伏的圖像，則與此同時(shí)，在這些光敏元上就會(huì)感生出一幅與光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的光生電荷圖像。這就是電荷耦合器件的光電效應(yīng)的基本原理。: 回答者：網(wǎng)友

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