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ccd电路图

发布时间:2022-08-31 16:31:33

A. CCD光电耦合器

电荷耦合器件,又称CCD图象传感器,是一种大规模集成电路光电器件.

CCD基本结构:CCD基本组成分两部分,MOS(金属—氧化物—半导体)光敏元阵列和读出移位寄存器。电荷耦合器件是在半导体硅片上制作成百上千(万)个光敏元,一个光敏元又称一个像素,在半导体硅平面上光敏元按线阵或面阵有规则地排列.

当物体通过物镜成像,这些光敏元就产生与照在它们上面的光强成正比的光生电荷(光生电子—孔穴对),同一面积上光敏元越多分辨率越高,得到的图象越清楚。电荷耦合器件具有自扫描能力,能将光敏元上产生的光生电荷依次有规律的串行输出,输出的幅值与对应的光敏元件上电荷量成正比。

B. 红外相机的原理是什么再给个简单的电路图。

标准相机ccd的感光能力 可以感应人体红外光线
数码相机上会用滤色片来滤除红外光
透视相机就是用特殊滤色片来使CCD获取人体红外光而产生透视后的照片

http://image..com/i?tn=image&ct=201326592&cl=2&lm=-1&pv=&word=%BA%EC%CD%E2%CF%E0%BB%FA+%B5%E7%C2%B7&z=0

C. 监控摄像机工作原理和电路图

CCD摄像机的电路构成及工作原理
1.
电路组成
构成IT-CCD黑白摄像机的电路由IT-CCD摄像器件,时序脉冲发生器及驱动电路,视频的采样与保持电路,视频处理电路,同步信号发生器,电源变换电路等构成。
2.
工作原理
(1)
CCD摄像器件:其作用是进行光电转换,输出视频信号
(2)
时序脉冲发生器及驱动电路:其作用是产生CCD摄像器件进行光电转换、电荷存储、电荷转移和信号输出所需的各种脉冲信号,并践行放大输出
(3)
视频的采样与保持电路:其作用是消除CCD输出的视频信号(此信号在实践上市离散的,在幅度上是连续的)中,因信号电荷转移而产生的各种不应有的信号。经该电路处理,使视频信号变成数字的视频信号。
(4)
视频处理电路:该电路与摄像管式摄像机电路具有完全相同的特点,所涉及电路有钳位放大(clamper
amplifier,CLAMPER
AMP)、Y校正(Y
CORRECT)、白电平切割(white
clip,
WHT
CLIP)、消隐混合(blanking
max,
BLK
MAX)、黑白平控制(PEDCONT)、同步混合(SYNC)、输出激励(output
driver)等电路。视频信号经视频处理电路处理后,形成标准的全电视信号。
(5)
同步信号发生器:这部分电路与摄像管式摄像机中的同步信号发生器的原理基本相同,主要产生视频处理电路所需的脉冲信号,它们是复合消隐脉冲(BLK)、复合同步脉冲(SYNC)、水平驱动信号HD、隔行脉冲(O/E)。但因CCD摄像机没有扫描电路,故不需要供扫描电路用的驱动脉冲。
(6)
电源变换电路:为简化CCD摄像机的供电,一般从外部只输入一种电源(12V),而机内其他各种电压值的电源都由电源变换获得。
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D. 电荷藕合器件的CCD的基本工作原理

CCD是由一系列排得很紧密的MOS电容器组成。它的突出特点是以电荷作为信号,实现电荷的存储和电荷的转移。因此,CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。以下将分别从这几个方面讨论CCD器件的基本工作原理。
(1)MOS电容器
CCD是一种固态检测器,由多个光敏像元组成,其中每一个光敏像元就是一个MOS(金属—氧化物—半导体)电容器。但工作原理与MOS晶体管不同。
CCD中的MOS电容器的形成方法是这样的:在P型或N型单晶硅的衬底上用氧化的办法生成一层厚度约为100~150NM的SIO2绝缘层,再在SIO2表面按一定层次蒸镀一金属电极或多晶硅电极,在衬底和电极间加上一个偏置电压(栅极电压),即形成了一个MOS电容器(如图4所示)。
电荷藕合器件
CCD一般是以P型硅为衬底,在这种P型硅衬底中,多数载流子是空穴,少数载流子是电子。在电极施加栅极电压VG之前,空穴的分布是均匀的,当电极相对于衬底施加正栅压VG时,在电极下的空穴被排斥,产生耗尽层,当栅压继续增加,耗尽层将进一步向半导体内延伸,这一耗尽层对于带负电荷的电子而言是一个势能特别低的区域,因此也叫做“势阱”。
在耗尽状态时,耗尽区电子和空穴浓度与受主浓度相比是可以忽略不计的,但如正栅压VG进一步增加,接口上的电子浓度将随着表面势成指数地增长,而表面势又是随耗尽层宽度成平方率增加的。这样随着表面电势的进一步增加,在接口上的电子层形成反型层。而一旦出现反型层,MOS就认为处于反型状态(如图4所示)。显然,反型层中电子的增加和因栅压的增加的正电荷相平衡,因此耗尽层的宽度几乎不变。反型层的电子来自耗尽层的电子—空穴对的热产生过程。对于经过很好处理的半导体材料,这种产生过程是非常缓慢的。因此在加有直流电压的金属板上迭加小的交流信号时,反型层中电子数目不会因迭有交流信号而变化。
(2)电荷存储
当一束光投射到MOS电容器上时,光子透过金属电极和氧化层,进入SI衬底,衬底每吸收一个光子,就会产生一个电子—空穴对,其中的电子被吸引到电荷反型区存储。从而表明了CCD存储电荷的功能。一个CCD检测像元的电荷存储容量决定于反型区的大小,而反型区的大小又取决于电极的大小、栅极电压、绝缘层的材料和厚度、半导体材料的导电性和厚度等一些因素。
图5表示了SI-SIO2的表面电势VS与存储电荷QS的关系。曲线的直线性好,说明两者之间有良好的反比例线性关系,这种线性关系很容易用半导体物理中“势阱”的概念来描述。电子所以被加有栅极电压VG的MOS结构吸引到SI-SIO2的交接面处,是因为那里的势能最低。在没有反型层电荷时,势阱的“深度”与电极电压的关系恰如表面势VS与电荷QS的线性关系,如图6(A)所示。图6(B)为反型层电荷填充势阱时,表面势收缩。当反型层电荷足够多,使势阱被填满时,如图6(C)所示,此时表面势下降到不再束缚多余的电子,电子将产生“溢出”现象。
(3)电荷转移
为了便于理解在CCD中势阱电荷如何从一个位置移到另一个位置,取CCD中四个彼此靠得很近的电极来观察,见图7。
假定开始时有一些电荷存储在偏压为10V的第二个电极下面的深势阱里,其它电极上均加有大于域值电压的较低电压(例如2V)。设图7(A)为零时刻(初始时刻),过T1时刻后,各电极上的电压变为如图7(B)所示,第二个电极仍保持为10V,第三个电极上的电压由2V变到10V,因这两个电极靠得很紧(间隔只有几微米),他们各自的对应势阱将合并在一起。原来在第二个电极下的电荷变为这两个电极下的势阱所共有,如图7(B)和7(C)所示。若此后电极上的电压变为图7(D)所示,第二个电极电压由10V变为2V,第三个电极电压仍为10V,则共有的电荷转移到第三个电极下面的势阱中,如图7(E)。由此可见,深势阱及电荷包向右移动了一个位置。
通过将一定规则变化的电压加到CCD各电极上,电极下的电荷包就能沿半导体表面按一定方向移动。通常把CCD电极分为几组,每一组称为一相,并施加同样的时钟脉冲。CCD的内部结构决定了使其正常工作所需的相数。图7所示的结构需要三相时钟脉冲,其波形图如图7(F)所示,这样的CCD称为三相CCD。三相CCD的电荷耦合(传输)方式必须在三相交迭脉冲的作用下才能以一定的方向,逐个单元的转移。另外必须强调指出的是,CCD电极间隙必须很小,电荷才能不受阻碍地自一个电极下转移到相邻电极下。这对于图7所示的电极结构是一个关键问题。如果电极间隙比较大,两相邻电极间的势阱将被势垒隔开,不能合并,电荷也不能从一个电极向另一个电极转移。CCD便不能在外部时钟脉冲的作用下正常工作。
(4) 电荷的注入和检测
CCD中的信号电荷可以通过光注入和电注入两种方式得到。光注入就是当光照射CCD硅片时,在栅极附近的半导体体内产生电子—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。而所谓电注入,就是CCD通过输入结构对信号电压或电流进行采样,将信号电压或电流转换为信号电荷。在此仅讨论与本课题有关的光注入法。
CCD利用光电转换功能将投射到CCD上面的光学图像转换为电信号“图像”,即电荷量与当地照度大致成正比的大小不等的电荷包空间分布,然后利用移位元元寄存功能将这些电荷包“自扫描”到同一个输出端,形成幅度不等的实时脉冲序列。其中光电转换功能的物理基础是半导体的光吸收。当电磁辐射投射到半导体上面时,电磁辐射一部分被反射,另一部分透射,其余部分被半导体吸收。所谓半导体光吸收,就是电子吸收光子并从一个能态跃迁到另一个较高能级的过程。我们这里将要涉及到的是价带电子越过禁带到导带的跃迁,和局域杂质或缺陷周围的束缚电子(或空穴)到导带(获价带)的跃迁。他们分别称为本征吸收和非本征吸收。CCD利用处于表面深耗尽状态的一系列MOS电容器(称为感光单元或光敏单元)收集光产生的少数载流子。这些收集势阱是相互隔离的。由此可见,光转换成电的过程实际上还包括对空间连续的光强分布进行空间上分离的采样过程。
另外,衬底每吸收一个光子,反型区中就多一个电子,这种光子数目与存储电荷的定量关系正是CCD检测器用于对光信号作定量分析的依据。
检测电路
转移到CCD输出端的信号电荷在输出电路上实现电荷/电压(电流)的线性变换,称之为电荷检测。从应用角度对电荷检测提出的要求是检测的线性、检测的增益和检测引起的噪声。针对不同的使用要求,有几种常用的检测电路,如栅电容电荷积分器、差动电路积分器以及带浮置栅和分布浮置栅放大器的输出电路。这里就不一一叙述了。

E. 单片机stc89系列实现CCD驱动电路设计, 采用线阵TCD2252D图像传感器,求原理图

不确定直连是否能驱动,如果可以的话就用单片机的IO口接CCD的“时序”管脚,按照数据资料写时序

F. CCD的基本工作原理是什么

CCD的基本工作原理:

在N型或 P型硅衬底上生长一层二氧化硅薄层,再在二氧化硅层上淀积并光刻腐蚀出金属电极,这些规则排列的金属-氧化物-半导体电容器阵列和适当的输入、输出电路就构成基本的 CCD移位寄存器。

对金属栅电极施加时钟脉冲,在对应栅电极下的半导体内就形成可储存少数载流子的势阱。可用光注入或电注入的方法将信号电荷输入势阱。然后周期性地改变时钟脉冲的相位和幅度,势阱深度则随时间相应地变化,从而使注入的信号电荷在半导体内作定向传输。CCD 输出是通过偏置PN结收集电荷,然后放大、复位,以离散信号输出。



(6)ccd电路图扩展阅读:

CCD的应用:

1.传真机中使用的线阵ccd图像通过透镜成像在电容器阵列的表面上,根据其亮度在每个电容器单元上形成电荷。用于传真或扫描仪的线阵ccd一次捕获一小片光和阴影,而用于数码相机或照相机的平面ccd一次捕获整个图像或从中提取正方形区域。

2.超高分辨率ccd芯片仍然相当昂贵,配备了3-ccd静态摄像机,其价格往往超过许多专业摄影师的预算。所以一些高端相机使用旋转滤色器。

3.ccd在天文学中有着非常好的应用,使固定望远镜能够像跟踪望远镜一样工作。其方法是使ccd上电荷的读取和运动方向与天体运行方向一致,速度同步。ccd导星不仅能使望远镜有效地校正跟踪误差,而且使望远镜记录的视场比原来的大。

参考资料来源:网络——电荷耦合器件

G. 请问电子元器件CCD BT或CCD AG(电容在电路图中以C*为标号,此元件在电路图是以F*为标号)是什么呀

是个瞬态电压抑制二极管

H. 求CCD电路图

这里有现成的,还有介绍。
http://www.dzcpkf.com/dlt/sort058/sort0200/27816.html

I. 导师给了我一个CCD芯片,让我画电路图,可是看着有点复杂

你不是都把型号写出来了吗,直接找他们的datasheet看看就知道用处了,CXD3142R不就是了?
你自己也写出来了

阅读全文

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