CCD特性參數(shù)與成像匯總

1、CCD特性參數(shù)與成像匯總轉移效率：當CCD中電荷包從一個勢阱轉移到另一個勢阱時，假設Q1為轉移的電荷量，Q0為原始電荷轉移損失率：表示殘留于原勢阱中的電量Q與原電量Q0之比定義為轉移損耗假設CCD有n個柵極板時，那么總轉移效率為1 轉移效率和轉移損失率 1所以外表溝道CCD在使用時，為了減少損耗，提高轉移效率，常采用偏置電荷技術，即在接收信息電荷之前，就先給每個勢阱都輸入一定量的背景電荷，使外表態(tài)填滿。提高轉移效率的方法 預先輸入一定的背景電荷，零信號也有一定電荷“胖零fat zero技術。2采取體內溝道的傳輸形式，有效防止了外表態(tài)俘獲，提高了轉移效率和速度。2 工作頻率CCD利用極板下半導體

2、外表勢阱的變化來存儲和轉移電荷，它工作于非平平衡態(tài)。時鐘頻率過低，深耗盡層狀態(tài)向平衡態(tài)過渡，熱生載流子就會混入信號電荷 中。當時鐘頻率過高時，電荷包來不及轉移，勢阱就發(fā)生了變化，殘留在原勢阱中的電荷就會增多，損耗率增大。a工作頻率的下限f下 -取決于非平衡載流子的平均壽命電荷包在相鄰兩電極之間的轉移時間t tc三相CCD： 二相CCD ： b工作頻率的上限f上 三相CCD 電荷從一個電極轉移到另一個電極的固有時間 外表態(tài)俘獲電子的釋放時間3 電荷存儲容量CCD電荷存儲容量表示電極下勢阱所能存儲的電荷量，即等于時鐘脈沖幅值的變化量與氧化層電容的乘積。4 光譜特性 CCD光譜響應與光敏面構造、光束

3、入射角及各層介質的折射率、厚度、消光系數(shù)等多個因素有關。 44萬768*576、100萬1024*1024、200萬1600*1200、600萬2832*21285 分辨率：實際中，CCD器件的分辨率一般用像素數(shù)表示，像素越多，那么分辨率越高。 2651801339066453322分辨率不同的圖象比較 CCD受光照的方式有正面受光和反面受光兩種。 反面光照的光譜響應曲線與光電二極管相似，如以下圖中曲線2。如果在反面鍍以增透膜減少反射損失而使響應率有所提高，如圖中曲線3。 正面照射時，由于CCD的正面布置著很多電極，光線被電極屢次反射和散射，一方面使響應率減低，另一方面屢次反射產生的干預效應使

4、光譜響應曲線出現(xiàn)起伏，如圖中曲線1所示。 為了減小在短波方向多晶硅的吸收，用SnO2薄膜代替多晶硅薄膜做電極，可以減小起伏幅度。7. 光譜響應率和干預效應 CCD由很多分立的光敏單元組成，根據奈奎斯特定律，它的極限分辨率為空間采樣頻率的一半，如果某一方向上的象元間距為p，那么在此方向上象元的空間頻率為1/p(線對/毫米)，其極限分辨率將小于1/2p線對/毫米。 如果用TVL電視線來表示，在某一方向的象元個數(shù)就是極限TVL數(shù)，顯然TVL數(shù)的一半與CCD光敏面高度尺寸的比值就是相對應的線對/毫米數(shù)。 假設用調制函數(shù)來評價CCD的圖像傳遞特性，那么，CCD的總調制函數(shù)MTF取決于器件構造象元寬度、間

5、距所決定的幾何MTF1 、載流子橫向擴散衰減決定的MTFD 和轉移效率決定的MTFT ，總的MTF等與三者的乘積。并且總MTF隨空間頻率的提高而下降。 8 分辨率和調制傳遞函數(shù)MTF 動態(tài)范圍表征器件能在多大照度范圍內正常工作。一般定義動態(tài)范圍是輸出飽和電壓和暗場時噪聲的峰值電壓之比。 一個好的CCD器件，其動態(tài)范圍可達： 10005000。 CCD最小照度受噪聲限制，最大照度受電荷處理容量的限制， 增大動態(tài)范圍的途徑是降低暗電流，特別是控制暗電流的尖鋒，不均勻的暗電流及尖峰都會構成圖像噪聲，從而影響像質，也影響動態(tài)范圍。9 動態(tài)范圍10暗電流和噪聲 暗電流是指在既無光注入，又無電注人情況下輸出的電流。暗電流主要來源有三個，即半導體襯底的熱激發(fā)、耗盡區(qū)里產生復合中心的熱激發(fā)和耗盡區(qū)邊緣的少子熱擴散。其中耗盡區(qū)內產生復合中心的熱激發(fā)是主要的。 CCD的噪聲可歸納為3類，即散粒噪聲、轉移噪聲和熱噪聲 一、散粒噪聲 在CCD中，無論是光注入、電注入還是熱產生的信號電荷包的電子數(shù)總是圍繞平均值上下變化，形成噪聲。 轉移噪聲是由轉移損失及界面態(tài)俘獲引起的，它具有兩個特點，一是積累性，另一個是相關性。積累性是指轉移噪聲是在轉移過程中逐次積累起來的，與轉移次數(shù)成正比。相關性是指相鄰電荷包的轉移噪聲是相關的。 二、轉移噪聲 熱噪聲是由于固體中載流