什么是电荷耦合器件( CCD )？
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什么是电荷耦合器件( CCD )？
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电荷耦合器件( CCD ) 是包含一系列链接或耦合电容器的集成电路。在外部电路的控制下，每个电容器都可以将其电荷转移到相邻的电容器。在 CCD图像传感器中，像素由p 掺杂 金属氧化物半导体(MOS)电容器表示。这些MOS 电容器是 CCD 的基本构建模块，在图像采集开始时偏置高于反转阈值，从而允许在半导体-氧化物界面将传入光子转换为电子电荷；然后使用 CCD 读出这些电荷。当光线投射到 OCD表面的光敏象素 (MOS电容器 )上， 光子穿过透明电极及氧化层，进入 P型硅衬底(一般以P型 硅为衬底)．衬底中处于价带的电子吸收光子能量而跃人导 带．形成电子一空穴对，电子一空穴对在外加电场作用下分别向 电极两端移动，形成光生电荷即信号电荷电荷传输。通过将一定规则变化的电压加到(  各电极上，电槛下 的电荷包就能沿半导体表面按一定的方向移动。通常把 CCD电极分为几组．每一纽称为一相，并施加同样的时钟。 如三相CCD中，电荷在三相时钟的变化下，电荷始终存贮在 高电平电极下的课势阱中，随着高电乎时钟向右移动，电荷依次被移出。
电荷传输：可以把输出过程看成是输入过程的逆过程。CCD最后 一个栅极中的电荷包通过输出栅形成的“沟道”进入到输出二极管(反偏压输出二极管) ，此二极管将信号电荷收集并送前置放大器，从而完成电荷包上的信号检测。根据输出先后 可以判别出电荷是从哪个光敏元来的，并根据输出电荷量可 知该光敏元受光的强弱。
CCD记录图像的过程：在用于捕获图像的 CCD 中，有一个光敏区域（硅外延层）和一个由移位寄存器制成的传输区域（准确地说是 CCD）。图像通过透镜投射到电容器阵列（光敏区域）上，使每个电容器积累与该位置的光强度成比例的电荷。线扫描相机中使用的一维阵列捕获图像的单个切片，而视频和静态相机中使用的二维阵列捕获与投影到焦平面上的场景相对应的二维图片传感器的。一旦阵列暴露于图像，控制电路就会使每个电容器将其内容传输到其相邻电容器（作为移位寄存器运行）。阵列中的最后一个电容器将其电荷转储到电荷放大器中，电荷放大器将电荷转换为电压。通过重复这个过程，控制电路将半导体中阵列的全部内容转换为电压序列。在数字设备中，这些电压随后被采样、数字化，并且通常存储在存储器中；在模拟设备（例如模拟摄像机）中，它们被处理成连续的模拟信号（例如，通过将电荷放大器的输出馈入低通滤波器），然后将其处理并馈送到其他电路以用于传输、记录或其他处理。