第5章光电式传感器学习教案VIP

1、会计学1第第5章光电式传感器章光电式传感器第一页，共97页。第1页/共96页第二页，共97页。可见光近红外远红外极远紫外0.010 .11100.050 .55波长(bchng)/m波数/cm-1频率(pnl)/Hz光子(gungz)能量/eV1061051041035105510451031001015050 .510155101410145101351015101631018电磁辐射波谱第2页/共96页第三页，共97页。 光也可以被看作是由一连串具有一定能量的粒子（称为光子）所构成，每个光子具有的能量正比于光的频率。所以，用光照射某一物体时，就可以看作物体受到一连串能量为的光子所轰击(hn

2、gj)，而光电效应就是由于物体吸收光子能量为的光后产生的电效应，这也正是光电式传感器的物理基础。 通常把光线照射到物体后产生的光电效应分为两类，即外光电效应和内光电效应。2. 光电效应(un din xio yng)第3页/共96页第四页，共97页。Ehv(5.1)第4页/共96页第五页，共97页。 式中 A0 电子逸出物体(wt)表面所需的功（逸出功）； 电子的质量； V0 电子逸出物体(wt)表面时的初速度。20012hvAmVkg10109. 931m(5.2)第5页/共96页第六页，共97页。第6页/共96页第七页，共97页。第7页/共96页第八页，共97页。hEVECEVEC光激发(

3、jf) 电子空穴EVECEVEC复合光电导效应(xioyng)示意图第8页/共96页第九页，共97页。第9页/共96页第十页，共97页。 2光生伏特效应 当用适当波长的光照射非均匀半导体（p-n结等）时，由于内建场的作用（不加外电场），半导体内部产生电动势（光生电压）；如将p-n结短路，则会出现(chxin)电流（光生电流）。这种由内建场引起的光电效应，称为光生伏特效应，简称光伏效应。第10页/共96页第十一页，共97页。 设入射光垂直照射p-n结面。如结较浅，光子将进入p-n结区，甚至更深入到半导体内部。能量大于禁带宽度的光子，由本征吸收在结的两边产生电子-空穴对。 在光激发下多数载流子浓度

4、(nngd)一般改变很小，而少数载流子浓度(nngd)却变化很大，因此应主要研究光生少数载流子的运动。 如图所示，光生少数载流子在内建场的作用下各自向相反方向运动，即p区电子进入n区，n区空穴(kn xu)进入p区。其结果使得结区p端电势升高（电子势能降低），n端电势降低（电子势能升高）。于是在p-n结两端形成了光生电动势。这就是p-n结的光生伏特效应。光电池、太阳能电池为其实例。qVDqVD-qVqVp-n结的光生(un shn)伏特效应示意图光激发第11页/共96页第十二页，共97页。第12页/共96页第十三页，共97页。光电管的结构(jigu)及工作原理 因此(ync)，在光电管组成的回

5、路中形成了光电流I，并在负载电阻RL上输出电压Uo。在入射光的频谱成分和光电管电压不变的条件下，输出电压 Uo与入射 光通量成正比。常见的阴极(ynj)材料有银氧铯、锑铯光电阴极(ynj)。第13页/共96页第十四页，共97页。（1）光电管的伏安特性）光电管的伏安特性(txng)光电管的伏安特性光电管的伏安特性(txng)是是指在一定的光通量照射下，其阳极指在一定的光通量照射下，其阳极与阴极之间的电压与阴极之间的电压UA与光电流与光电流I之之间的关系。间的关系。第14页/共96页第十五页，共97页。第15页/共96页第十六页，共97页。光电管的伏安(f n)特性 第16页/共96页第十七页，共

6、97页。第17页/共96页第十八页，共97页。 曲线(qxin)1氧铯阴极 曲线(qxin)2锑铯阴极 光电管的光照特性255075100200.51.5 2.0/1mIA/ A1.02.51第18页/共96页第十九页，共97页。第19页/共96页第二十页，共97页。光电倍增(bi zn)管的结构第20页/共96页第二十一页，共97页。工作(gngzu)原理第21页/共96页第二十二页，共97页。nKAIInM阳极(yngj)电流为式中，IK光阴极的光电流。因此(ync)光电倍增管的电流放大倍数为 nAKIMI第22页/共96页第二十三页，共97页。 M()与所加电压(diny)有关：所加电压

7、(diny)越高， M()越大直至最后饱和。 一般阳极和阴极之间的电压(diny)为10002500V，两个相邻的倍增电极的电位差为50100V。所加电压(diny)越稳越好，这样可以减小统计涨落，从而减小测量误差。 103 104 105 106255075100125极间电压/V 倍增系数光电倍增管倍增系数(xsh)与工作电压关系第23页/共96页第二十四页，共97页。光电倍增管的伏安(f n)特性第24页/共96页第二十五页，共97页。 象光电管一样，光电倍增管的伏安特性(txng)曲线也有饱和区，照射在光电阴极上的光通量越大，饱和阳极电压越高，当阳极电压非常大时，由于阳极电位过高，使倒

8、数第二级倍增极发出的电子直接奔向阳极，造成最后一级倍增极的入射电子数减少，影响了光电倍增管的倍增系数，因此，伏安特性(txng)曲线过饱和区段后略有降。 第25页/共96页第二十六页，共97页。光电倍增(bi zn)管的光电特性 （3）光电倍增管的光照特性 光电倍增管的光照特性是指阳极电流(dinli)（光电流(dinli)）与光电阴极接收到的光通量之间的关系。 第26页/共96页第二十七页，共97页。 （3）暗电流和本底（脉冲）电流 一般在使用光电倍增管时，必须把管子放在暗室里避光使用，使其只对入射光起作用。但是由于环境温度、热辐射和其它因素的影响，即使没有(mi yu)光信号输入，加上电压

9、后阳极仍有电流，这种电流称为暗电流，这是热发射所致或场致发射造成的，这种暗电流通常可以用补偿电路消除。 如果光电倍增管与闪烁体放在一处，在完全蔽光情况下，出现的电流称为本底电流，其值大于暗电流。增加的部分是宇宙射线对闪烁体的照射而使其激发，被激发的闪烁体照射在光电倍增管上而造成的，本底电流具有脉冲形式。 第27页/共96页第二十八页，共97页。 (a) (b) 光敏电阻(un mn din z)的结构(a)和工作原理(b) 为了防止周围介质的污染，在半导体光敏层上覆盖(fgi)一层漆膜，漆膜成分的选择应该使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。 如果把光敏电阻连接到外电路中，在外加电压的作用

10、下，光照就能改变电路中电流的大小。 第28页/共96页第二十九页，共97页。 光敏电阻(un mn din z)的特点是灵敏度高、光谱特性好、使用寿命长、稳定性高、体积小以及制造工艺简单，所以，被广泛地应用于照相机、防盗报警器、火灾报警器以及自动化控制技术中。 第29页/共96页第三十页，共97页。 （2）亮电阻、光电流 光敏电阻在受到光照射时，测得的电阻值称为亮电阻。这时在给定工作电下测得光敏电阻中的电流称为亮电流。亮电流与暗电流之差称为光敏电阻的光电流。 实用(shyng)中光敏电阻的暗电阻值一般在1100M之间，而亮电阻通常在几k以下。暗电阻与亮电阻之差越大，光敏电阻性能越好，灵敏度也越

11、高。第30页/共96页第三十一页，共97页。012345I/mA L/lx10002000CdS光敏电阻(un mn din z)的光照特性第31页/共96页第三十二页，共97页。 每种半导体材料的内光电效应(un din xio yng)对入射光的光谱都具有选择作用，因此，不同材料制成的光敏电阻都有自己的光谱特性，即每种光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度，而且对应最大灵敏度的光波长也不同。2040608010040801201 60200240入射光波长（m）312相对灵敏度(%）1硫化镉2硒化镉3硫化铅光敏电阻的光谱特性曲线 从图中可知，硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏

12、度，峰值在红外区域；硫化镉、硒化镉的峰值在可见光区域。因此，在选用(xunyng)光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。第32页/共96页第三十三页，共97页。 （4） 伏安特性 在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与电流(dinli)之间的关系称为伏安特性。图中曲线1、2分别表示照度为零及照度为某值时的伏安特性。由曲线可知，在给定偏压下,光照度较大，光电流(dinli)也越大。 在一定的光照度下，所加的电压越大，光电流越大，而且(r qi)无饱和现象。但是电压不能无限地增大，因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电压和额定电流的限制。超过最高工作电压和最

13、大额定电流，可能导致光敏电阻永久性损坏。U/V405010015020012020I/ A光敏电阻(un mn din z)的伏安特性曲线第33页/共96页第三十四页，共97页。（5）响应(xingyng)时间 当光敏电阻受到脉冲光照射时，光电流要经过(jnggu)一段时间才能达到稳定值，而在停止光照后，光电流也不立刻为零，这就是光敏电阻的时延特性，通常用响应时间t表示。它又包括上升时间t1和下降时间t2。一般光敏电阻的响应时间都较大，约几十到几百毫秒。光敏电阻的时间(shjin)响应曲线5063100时间t0相对灵敏度(%）t1t237第34页/共96页第三十五页，共97页。（6）频率特性

14、由于不同材料的光敏电阻时延特性不同，所以它们的频率特性也不同，如图所示。硫化铅的使用频率比硫化镉高得多，但多数(dush)光敏电阻的时延都比较大，所以，它不能用在要求快速响应的场合。20406080100I / %f / Hz010102103104硫化铅硫化镉光敏电阻(un mn din z)的频率特性曲线第35页/共96页第三十六页，共97页。 （7）温度特性 光敏电阻性能(灵敏度、暗电阻)受温度的影响较大。随着温度升高，其暗电阻和灵敏度下降，光谱特性曲线的峰值向波长短的方向移动。有时为了提高灵敏度，或为了能够接收较长波段的辐射，将元件(yunjin)降温使用。例如，可利用制冷器使光敏电阻

15、的温度降低。I / A100150200-50-1030 5010-30T / C2040608010001.02.03.04.0/mI/mA+20 C-20 C硫化镉光敏电阻的温度特性(txng)曲线第36页/共96页第三十七页，共97页。 （8）稳定性 初制成的光敏电阻，由于体内机构工作不稳定，以及电阻体与其(yq)介质的作用还没有达到平衡，所以性能是不够稳定的。但在人为地加温、光照及加负载情况下，经一至二周的老化，性能可达稳定。800I / %408012016021T/h04001200 1600 光敏电阻在开始一段时间的老化(lohu)过程中，有些样品阻值上升，有些样品阻值下降，但最

16、后达到一个稳定值后就不再变了。这就是光敏电阻的主要优点。 光敏电阻的使用寿命在密封良好、使用合理的情况下，几乎是无限长的。 硫化镉光敏电阻的时间(shjin)特性曲线第37页/共96页第三十八页，共97页。 5.2.4 光敏二极管和光敏晶体管 1. 光敏二极管 （1）光敏二极管结构及原理 光敏二极管结构与一般二极管相似、它装在透明玻璃外壳中，其PN结装在管顶，可直接受到光照射(zhosh)。光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态，如图所示。光敏二极管符号(fho)光敏二极管接线(ji xin) RL 光PNPN光第38页/共96页第三十九页，共97页。 光敏二极管在没有光照射时，反向电阻很大

17、，反向电流（暗电流）很小。 受光照射时，PN结附近受光子轰击，吸收其能量而产生电子-空穴(kn xu)对，从而使P区和N区的少数载流子浓度大大增加，因此在外加反向偏压和内电场的作用下， P区的少数载流子渡越阻挡层进入N区， N区的少数载流子渡越阻挡层进入P区，从而使通过PN结的反向电流大为增加，这就形成了光电流。该电流普遍比光电池小，一般为几A到几十A。 第39页/共96页第四十页，共97页。v光敏二极管PN结面积小，因此它的频率特性特别好。v光敏二极管的光照特性是线性的，即光电流 I 与照度之间呈线性关系，所以适合(shh)检测等方面的应用。（2）光敏二极管主要(zhyo)特点第40页/共9

18、6页第四十一页，共97页。 （3）光敏二极管实例 PIN管光敏二极管 PIN管是光敏二极管中的一种。它的结构特点是，在P型半导体和N型半导体之间夹着一层（相对）很厚的本征半导体。这样，PN结的内电场就基本上全集中于 I 层中，从而使PN结双电层的间距加宽，结电容变小，时间常数(sh jin chn sh)也越小，频带将变宽。 P-Si N-Si I-SiPIN管结构(jigu)示意图第41页/共96页第四十二页，共97页。 PIN管光敏二极管的最大特点是工作频带宽，可达10GHz； 另一个特点是线性输出范围宽。因为I层很厚，在反偏压下运用可承受较高的反向电压。由耗尽层宽度与外加电压的关系可知，

19、增加反向偏压会使耗尽层宽度增加，从而结电容要进一步减小，使频带宽度变宽。 其不足之处是I层电阻很大，管子的输出电流小，一般(ybn)多为零点几微安至数微安。目前有将PIN管与前置运算放大器集成在同一硅片上并封装于一个管壳内的商品出售。 第42页/共96页第四十三页，共97页。 雪崩光电二极管(APD) 雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作的一种二极管。 这种管子(gun zi)工作电压很高，约100200V，接近于反向击穿电压。结区内电场极强，光生电子在这种强电场中可得到极大的加速，同时与晶格碰撞而产生电离雪崩反应。因此，这种管子(gun zi)有很高的内增益，可达到几

20、百。当电压等于反向击穿电压时，电流增益可达106，即产生所谓的雪崩。 APD响应速度特别快，带宽可达100GHz，是目前响应速度最快的一种光敏二极管。 第43页/共96页第四十四页，共97页。 噪声大是APD目前的一个主要缺点。由于雪崩反应是随机(su j)的，所以它的噪声较大，特别是工作电压接近或等于反向击穿电压时，噪声可增大到放大器的噪声水平，以至无法使用。 尽管如此，由于APD的响应时间极短，灵敏度很高，它在光通信中应用前景广阔。 第44页/共96页第四十五页，共97页。 2. 光敏三极管 （1）光敏三极管结构及工作原理 光敏三极管有PNP型和NPN型两种。其结构与一般三极管很相似，具有

21、电流增益。不过它的发射极一边做得很大，以扩大光的照射面积，且其基极不接引线。 当集电极加上正电压，基极开路时，发射极处于(chy)反向偏置状态。PPNNNPe b bcec光敏三极管结构第45页/共96页第四十六页，共97页。 当光线照射(zhosh)在集电结的基区时，会产生电子-空穴对，在内电场的作用下，光生电子被拉到集电极，基区留下空穴，使基极与发射极间的电压升高，这样便有大量的电子从发射极被集电极收集形成输出电流，且集电极电流为光电流的倍： 光敏三极管工作(gngzu)原理 无光照射(zhosh)时，在外电路中有暗电流，此电流即为光电三极管集电极与发射级之间的穿透电流：ceocbo(1)

22、IICSII RL EIC第46页/共96页第四十七页，共97页。（2）光敏三极管的主要(zhyo)特性 光敏三极管存在一个最佳灵敏度的峰值波长。当入射光的波长增加(zngji)时，相对灵敏度要下降。因为光子能量太小，不足以激发电子空穴对。 当入射光的波长缩短时，相对灵敏度也下降，这是由于光子在半导体表面附近就被吸收，在表面激发的电子空穴对不能到达PN结，因而使相对灵敏度下降。 光谱(gungp)特性相对灵敏度/%硅锗入射光波长/40008000120001600010080604020 0 硅的峰值波长为9000，锗的峰值波长为15000。在可见光探测时，一般选用硅管；对红外线进行探测时,则

23、采用锗管较合适。第47页/共96页第四十八页，共97页。 伏安(f n)特性 光敏三极管在不同的照度(zho d)下的伏安特性，就像一般晶体管在不同的基极电流时的输出特性一样。因此，只要将入射光照在发射极e与基极b之间的PN结附近，所产生的光电流看作基极电流，就可将光敏三极管看作一般的晶体管。光敏三极管能把光信号变成电信号，而且输出的电信号较大。0500lx1000lx1500lx2000lx2500lxI / mA246204060光敏晶体管的伏安特性U/V RL EIC第48页/共96页第四十九页，共97页。光敏晶体管的光照特性I / AL / lx300600900120001.02.0

24、3.0 光敏三极管的输出电流 I 和照度L之间呈现了近似线性关系。当光照足够大(103lx)时，会出现饱和现象，从而使光敏三极管既可作线性转换(zhunhun)元件，也可作开关元件。 光照(gungzho)特性第49页/共96页第五十页，共97页。暗电流/mA光电流/mA10 20 30 40 50 60 70T /C25 050100 02003004001020 30 4050 60 70 80T/C光敏晶体管的温度特性 光敏三极管的温度特性曲线反映的是光敏三极管的暗电流及光电流与温度的关系。从特性曲线可以看出，温度变化对光电流的影响(yngxing)很小，而对暗电流的影响(yngxing

25、)很大所以电子线路中应该对暗电流进行温度补偿，否则将会导致输出误差。 温度(wnd)特性第50页/共96页第五十一页，共97页。 时间常数 光电三极管由于存在发射结电容，加之载流子通过(tnggu)面积较大的基区时间较长，因此，它的时间常数比光电二极管要长，一般在10-510-4s之间。第51页/共96页第五十二页，共97页。 光敏三极管的频率特性受负载电阻的影响，减小负载电阻可以提高频率响应。 一般来说，光敏三极管的频率响应比光敏二极管差。对于锗管，入射光的调制频率要求(yoqi)在5kHz以下。硅管的频率响应要比锗管好。0100100050050001000020406010080RL=1

26、kRL=10kRL=100k入射光调制频率 / HZ相对灵敏度/%光敏晶体管的频率特性 光敏三极管的频率特性 第52页/共96页第五十三页，共97页。第53页/共96页第五十四页，共97页。 硅光电池的结构如图所示。它是在一块P型硅片上用扩散的办法掺入一些N型杂质形成PN结。当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发(jf)出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。 若将PN结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。1. 光电池的结构(jigu)和工作原理+光PNSiO2RLI

27、光 P NRL第54页/共96页第五十五页，共97页。(a)光电池的表示符号I(b)基本电路IdIRLIs(c)等效电路第55页/共96页第五十六页，共97页。（1）光照特性 开路电压曲线：光生电动势与照度(zho d)之间的特性曲线，当照度(zho d)为2000lx时趋向饱和。 短路电流曲线：光电流与照度(zho d)之间的特性曲线。2. 基本(jbn)特性L/klx L/klx 5432100 .10 .20 .30.40 .5246810开路电压Uoc /V0.10.20.30.4 0.50.30.1012345Uoc/VIsc /mAIsc/mA(a) 硅光电池(b)硒光电池开路电压

28、短路电流短路电流第56页/共96页第五十七页，共97页。 其中短路电流是指外接负载相对于光电池内阻而言很小。光电池在不同照度下，其内阻也不同，因而应选取适当的外接负载近似地满足“短路”条件(tiojin)。 下图表示硒光电池在不同负载电阻时的光照特性。02468100.10.20.30.40.5I/mAL/klx 50 10010005000RL=0硒光电池电流(dinli)光照特性 特点(tdin)： 负载电阻RL越小，光电流与强度的线性关系越好，且线性范围越宽。第57页/共96页第五十八页，共97页。204060801000.40 .60.81.01.20 .2I / %12/m (2)

29、光谱特性(txng) 光电池的光谱特性(txng)决定于材料。 光电池光谱(gungp)响应特性 从曲线可看出，硒光电池在可见光谱范围内有较高的灵敏度，峰值波长在540nm附近，适宜测可见光。硅光电池应用的范围400nm1100nm，峰值波长在850nm附近，因此(ync)硅光电池可以在很宽的范围内应用。1硒光电池2硅光电池第58页/共96页第五十九页，共97页。 (3) 频率特性 光电池作为测量、计数、接收元件时常用调制光输入。光电池的频率响应就是指输出电流随调制光频率变化的关系。由于光电池PN结面积(min j)较大，极间电容大，故频率特性较差。204060801000I / %12345

30、12f / kHz1硒光电池2硅光电池 硅光电池具有(jyu)较高的频率响应，而硒光电池则较差。光电池频率响应(pn l xin yn)特性第59页/共96页第六十页，共97页。 （4）温度特性 光电池的温度特性是指开路(kil)电压和短路电流随温度变化的关系。由图可见，开路(kil)电压与短路电流均随温度而变化，它将关系到应用光电池的仪器设备的温度漂移，影响到测量或控制精度等主要指标。 UOC开路电压2004060904060UOC/ mVT / CISCUOCISC / A6 00400200ISC 短路电流硅光电池在1000lx照度下的温度特性曲线 因此，当光电池作为测量(cling)元

31、件时，最好能保持温度恒定，或采取温度补偿措施。第60页/共96页第六十一页，共97页。第61页/共96页第六十二页，共97页。1. 光电耦合器的结构(jigu)采用金属外壳和玻璃绝缘的结构，在其中部对接，采用环焊以保证发光(f un)二极管和光敏二极管对准，以此来提高灵敏度。绝缘玻璃发光二极管透 明 绝 缘体光 敏 三 极管(a)金属密封型塑料发光二极管光敏三极管透明树脂(b)塑料密封型采用双列直插式用塑料封装的结构。管芯先装于管脚上，中间再用透明(tumng)树脂固定，具有集光作用，故此种结构灵敏度较高。第62页/共96页第六十三页，共97页。 2. 光电耦合器件的分类(fn li) 根据其

32、结构和用途不同，又可分为用于实现电隔离的光电耦合器和用于检测有无物体的光电开关。 第63页/共96页第六十四页，共97页。 光电耦合器(a)(b)(c)(d)按照组合形式(xngsh)的不同，光电耦合器大致可分为如下四种类型。该形式结构简单(jindn)、成本低，通常用于50kHz以下工作频率的装置内。该形式采用高速开关管构成(guchng)的高速光电耦合器,适用于较高频率的装置中。该组合形式采用了放大三极管构成的高传输效率的光电耦合器，适用于直接驱动和较低频率的装置中。该形式采用功率器件构成的高速、高传输效率的光电耦合器。第64页/共96页第六十五页，共97页。光电开关的结构(jigu)：(

33、a)透射式；(b)反射式。(a) (b) 光电开关 光电开关是一种利用感光元件对变化的入射光加以接收，并进行光电转换，同时加以某种形式的放大和控制，从而(cng r)获得最终的控制输出“开”、“关”信号的器件。第65页/共96页第六十六页，共97页。 用光电开关检测(jin c)物体时，大部分只要求其输出信号有“高-低”（1-0）之分即可。 如图(a)、(b)表示负载为CMOS比较器等高输入阻抗电路时的情况，(c)表示用晶体管放大光电流的情况。 光电开关的基本(jbn)电路(a) (b) (c)第66页/共96页第六十七页，共97页。 光电开关广泛应用于工业(gngy)控制、自动化包装线及安全

34、装置中作光控制和光探测装置。第67页/共96页第六十八页，共97页。第68页/共96页第六十九页，共97页。MOS电容(dinrng)的结构1. 金属(jnsh) 2. SiO2绝缘层 将若干个MOS基本单元组成阵列并加上输入、 输出结构就构成了CCD器件。 第69页/共96页第七十页，共97页。第70页/共96页第七十一页，共97页。 在一定的条件下，所加正电压Vg越大，耗尽层就越深，势阱所能容纳的少数载流子电荷的量就越大。 如果有光照射在硅片上， 在光子作用下，半导体硅产生了电子-空穴对，光生电子被附近的势阱所吸收，而空穴被排斥(pich)出耗尽区。势阱内所吸收的光生电子数量与入射到该势阱

35、附近的光强成正比。第71页/共96页第七十二页，共97页。第72页/共96页第七十三页，共97页。 (b) 电荷转移过程(guchng) (a) 三相(sn xin)时钟脉冲波形第73页/共96页第七十四页，共97页。 光注入(zh r)PSi(a)tIDnIG1231PSiQIDt(b)光照ineocQNAT-材料的量子(lingz)效率； q-电子电荷； Neo-入射光子速率； A-光敏元的受光面积； Tc-注入时间。第74页/共96页第七十五页，共97页。PSi(a)tIDnIG1231PSiQ IDt(b) 电注入(zh r) ID-注入电极(dinj)（输入二极管）； IG-选通脉冲

36、电极(dinj)（输入栅）。 第75页/共96页第七十六页，共97页。UAUD-IdR l电流(dinli)输出方式第76页/共96页第七十七页，共97页。转移栅光敏单元不透光输出移位寄存器 结构特点：光敏单元与转移单元一一对应。工作(gngzu)特点：转移效率低。l单沟道第77页/共96页第七十八页，共97页。转移栅光积分单元输出移位寄存器1移位寄存器2结构特点：单/双数光敏元件中分别对应上/下方的移位(y wi)寄存器；工作特点：转移效率提高一倍。l双沟道第78页/共96页第七十九页，共97页。结构特点：光敏区和存储区分开，存储区负责电荷(dinh)的存储和转移。工作特点：曝光和数据传输可以同时进行。 （2）面型CCD图像传感器 面型CCD图像传感器由感光区、信号存储区和输出寄存器三部分组成。目前存在三种典型(dinxng)结构形式。l帧转移(zhuny)型第79页/共96页第八十页，共97页。l全帧扫描(somio)型结构特点(tdin)：光敏区和存储区在同一区域。工作特点(tdin)：曝光和数据传输必须分开进行。即曝光时不能转移电荷，转移电荷时不能曝光，必须用快门遮挡。第80页/