CCD是什么及其重要性能參數(shù)、類型CCD與CMOS的區(qū)別
2018/11/15 8:18:37??????點(diǎn)擊：
CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為電信號。它是美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的維拉·波義耳和喬治·史密斯于1969年發(fā)明的。CCD可直接將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為模擬電流信號，經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。它具有體積小重量輕、功耗小、靈敏度高和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。CCD被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼攝影、天文學(xué)，光學(xué)遙測技術(shù)、光學(xué)與頻譜望遠(yuǎn)鏡和高速攝影技術(shù)等領(lǐng)域。
CCD是什么及其重要性能參數(shù)、類型｜CCD與CMOS的區(qū)別
CCD，是英文Charge Coupled Device即電荷耦合器件的縮寫，它是在MOS晶體管電荷存儲器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，最突出的特點(diǎn)是以電荷作為信號，而不是以電流或電壓作為信號的。
在P型或N型硅單晶的襯底上生長一層厚度約為120~150nm的SiO2層，然后按一定次序沉積m行n列個(gè)金屬電極或多晶硅電極作為柵極，柵極間隙約2.5μm，于是每個(gè)電極與其下方的SiO2和半導(dǎo)體間構(gòu)成了一個(gè)MOS結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)再加上輸入、輸出結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了m×n位CCD（m＞1，n≥1）；當(dāng)n=1時(shí)，CCD器件被稱為線陣CCD；當(dāng)n＞1時(shí),則為面陣CCD。
CCD按受光方式可分為前感光和背感光兩種。前感光CCD由于正面布置著很多電極，光經(jīng)電極反射和散射，不僅使得響應(yīng)度大大減低（量子效率通常低于50%），也因?yàn)槎啻畏瓷洚a(chǎn)品的干涉效應(yīng)使光譜響應(yīng)曲線出現(xiàn)馬鞍形的起伏；背感光CCD由于避免了上述問題，因而響應(yīng)度大大提高，量子效率可達(dá)到80%以上。
CCD的重要性能參數(shù)
1、量子效率
量子效率是表征CCD芯片對不同波長的光信號的光電轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的高低，是CCD的一個(gè)重要參數(shù)。
2、動(dòng)態(tài)范圍
一般定義動(dòng)態(tài)范圍是滿阱容量與噪聲的比值。增大動(dòng)態(tài)范圍的途徑是降低暗電流和噪聲，如采用制冷型CCD，或選擇量子效率更高、像素尺寸更大的CCD。
3、噪聲
CCD的噪聲包含信號噪聲、讀出噪聲和熱噪聲。
（1）、信號噪聲是指信號的隨機(jī)噪聲。
（2）、讀出噪聲是電荷轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的噪聲，它發(fā)生在每次電荷轉(zhuǎn)移過程中，因此與讀取的速度有關(guān)，讀取速度越快，讀出噪聲也越高。
（3）、熱噪聲是溫度引起的噪聲，溫度越低，熱噪聲越小。
4、分辨率
面陣CCD的分辨率一般是指空間分辨率，它主要取決于CCD芯片的象元數(shù)和像素大小。
當(dāng)CCD與光譜儀配合使用來進(jìn)行光譜攝制時(shí)，其光譜分辨率則與光譜儀的光學(xué)色散能力以及CCD芯片的像素大小都有關(guān)系。
CCD是什么及其重要性能參數(shù)、類型｜CCD與CMOS的區(qū)別
CCD，是英文Charge Coupled Device即電荷耦合器件的縮寫，它是在MOS晶體管電荷存儲器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，最突出的特點(diǎn)是以電荷作為信號，而不是以電流或電壓作為信號的。
在P型或N型硅單晶的襯底上生長一層厚度約為120~150nm的SiO2層，然后按一定次序沉積m行n列個(gè)金屬電極或多晶硅電極作為柵極，柵極間隙約2.5μm，于是每個(gè)電極與其下方的SiO2和半導(dǎo)體間構(gòu)成了一個(gè)MOS結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)再加上輸入、輸出結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了m×n位CCD（m＞1，n≥1）；當(dāng)n=1時(shí)，CCD器件被稱為線陣CCD；當(dāng)n＞1時(shí),則為面陣CCD。
CCD按受光方式可分為前感光和背感光兩種。前感光CCD由于正面布置著很多電極，光經(jīng)電極反射和散射，不僅使得響應(yīng)度大大減低（量子效率通常低于50%），也因?yàn)槎啻畏瓷洚a(chǎn)品的干涉效應(yīng)使光譜響應(yīng)曲線出現(xiàn)馬鞍形的起伏；背感光CCD由于避免了上述問題，因而響應(yīng)度大大提高，量子效率可達(dá)到80%以上。
CCD的重要性能參數(shù)
1、量子效率
量子效率是表征CCD芯片對不同波長的光信號的光電轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的高低，是CCD的一個(gè)重要參數(shù)。
2、動(dòng)態(tài)范圍
一般定義動(dòng)態(tài)范圍是滿阱容量與噪聲的比值。增大動(dòng)態(tài)范圍的途徑是降低暗電流和噪聲，如采用制冷型CCD，或選擇量子效率更高、像素尺寸更大的CCD。
3、噪聲
CCD的噪聲包含信號噪聲、讀出噪聲和熱噪聲。
（1）、信號噪聲是指信號的隨機(jī)噪聲。
（2）、讀出噪聲是電荷轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的噪聲，它發(fā)生在每次電荷轉(zhuǎn)移過程中，因此與讀取的速度有關(guān)，讀取速度越快，讀出噪聲也越高。
（3）、熱噪聲是溫度引起的噪聲，溫度越低，熱噪聲越小。
4、分辨率
面陣CCD的分辨率一般是指空間分辨率，它主要取決于CCD芯片的象元數(shù)和像素大小。
當(dāng)CCD與光譜儀配合使用來進(jìn)行光譜攝制時(shí)，其光譜分辨率則與光譜儀的光學(xué)色散能力以及CCD芯片的像素大小都有關(guān)系。
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