CCD探測(cè)器及平板探測(cè)器

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1、CCD探測(cè)器CCD探測(cè)器產(chǎn)品特點(diǎn)1)反射式單CCD，大面陣設(shè)計(jì)像素矩陣4K×4K，1700萬(wàn)像素，極限空間分辨率可達(dá)到4.6lp/mm。2)17×17英寸成像面積,完全滿足臨床檢查需要。3)CCD防X射線輻射設(shè)計(jì),圖像質(zhì)量長(zhǎng)期可靠一致，使用成本大幅降低。主要技術(shù)參數(shù)有效視野：17英寸x17英寸/17英寸x14英寸像素填充系數(shù)：100%像素矩陣：4kx4k，3kx3k像素尺寸：108um/140um電源要求：220VAC10A50Hz一、電荷耦合器件(ChargeCoupledDevices),簡(jiǎn)稱CCD。CCD的最基本單元MOS電容器是構(gòu)成CCD的最基本單元

2、是，它是金屬—氧化物—半導(dǎo)體（MOS）器件中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的。CCD原理：1、信號(hào)電荷的產(chǎn)生：CCD工作過(guò)程的第一步是電荷的產(chǎn)生。CCD可以將入射光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電荷輸出，依據(jù)的是半導(dǎo)體的內(nèi)光電效應(yīng)（也就是光生伏特效應(yīng)）。2、信號(hào)電荷的存儲(chǔ):CCD工作過(guò)程的第二步是信號(hào)電荷的收集，就是將入射光子激勵(lì)出的電荷收集起來(lái)成為信號(hào)電荷包的過(guò)程。3、信號(hào)電荷的傳輸（耦合）：CCD工作過(guò)程的第三步是信號(hào)電荷包的轉(zhuǎn)移，就是將所收集起來(lái)的電荷包從一個(gè)像元轉(zhuǎn)移到下一個(gè)像元，直到全部電荷包輸出完成的過(guò)程。圖示為CCD成像區(qū)的一小部分（幾個(gè)像素）。圖像區(qū)中這個(gè)圖案是重復(fù)的。4、信號(hào)電荷

3、的檢測(cè)：CCD工作過(guò)程的第四步是電荷的檢測(cè)，就是將轉(zhuǎn)移到輸出級(jí)的電荷轉(zhuǎn)化為電流或者電壓的過(guò)程。輸出類型主要有以下三種：；1）電流輸出；2）浮置柵放大器輸出；3）浮置擴(kuò)散放大器輸出。測(cè)量過(guò)程由復(fù)位開始，復(fù)位會(huì)把前一個(gè)電荷包的電荷清除掉。電荷輸送到相加阱。此時(shí)，Vout是參考電平。在這個(gè)期間，外部電路測(cè)量參考電平。二、CCD的基本原理1、CCD的工作過(guò)程示意圖2、基本原理（1）CCD的MOS結(jié)構(gòu)CCD圖像傳感器是按一定規(guī)律排列的MOS（金屬—氧化物—半導(dǎo)體）電容器組成的陣列,其構(gòu)造如圖39所示。在P型或N型硅襯底上生長(zhǎng)一層很?。s120nm）的二氧化硅,再在二氧

4、化硅薄層上依次序沉積金屬或摻雜多晶硅電極（柵極）,形成規(guī)則的MOS電容器陣列，再加上兩端的輸入及輸出二極管就構(gòu)成了CCD芯片。當(dāng)向SiO2表面的電極加正偏壓時(shí)，P型硅襯底中形成耗盡區(qū)（勢(shì)阱），耗盡區(qū)的深度隨正偏壓升高而加大。其中的少數(shù)載流子（電子）被吸收到最高正偏壓電極下的區(qū)域內(nèi)（如圖中Ф1極下），形成電荷包（勢(shì)阱）。對(duì)于N型硅襯底的CCD器件，電極加正偏壓時(shí)，少數(shù)載流子為空穴。（2）CCD芯片的構(gòu)造每個(gè)光敏元（像素）對(duì)應(yīng)有三個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)移柵電極1、2、3,所有電極彼此間離得足夠近,以保證使硅表面的耗盡區(qū)和電荷的勢(shì)阱耦合及電荷轉(zhuǎn)移。所有的1電極相連并施加時(shí)鐘脈

5、沖φ1,所有的2、3也是如此,并施加時(shí)鐘脈沖φ2、φ3。這三個(gè)時(shí)鐘脈沖在時(shí)序上相互交迭。電荷轉(zhuǎn)移的控制方法，非常類似于步進(jìn)電極的步進(jìn)控制方式。也有二相、三相等控制方式之分。（3）線型CCD圖像傳感器線型CCD圖像傳感器由一列光敏元件與一列CCD并行且對(duì)應(yīng)的構(gòu)成一個(gè)主體,在它們之間設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)移控制柵。在每一個(gè)光敏元件上都有一個(gè)梳狀公共電極,由一個(gè)P型溝阻使其在電氣上隔開。當(dāng)入射光照射在光敏元件陣列上,梳狀電極施加高電壓時(shí),光敏元件聚集光電荷,進(jìn)行光積分,光電荷與光照強(qiáng)度和光積分時(shí)間成正比。在光積分時(shí)間結(jié)束時(shí),轉(zhuǎn)移柵上的電壓提高(平時(shí)低電壓),與CCD對(duì)應(yīng)的電極

6、也同時(shí)處于高電壓狀態(tài)。然后,降低梳狀電極電壓，各光敏元件中所積累的光電電荷并行地轉(zhuǎn)移到移位寄存器中。當(dāng)轉(zhuǎn)移完畢,轉(zhuǎn)移柵電壓降低,梳妝電極電壓回復(fù)原來(lái)的高電壓狀態(tài),準(zhǔn)備下一次光積分周期。同時(shí),在電荷耦合移位寄存器上加上時(shí)鐘脈沖,將存儲(chǔ)的電荷從CCD中轉(zhuǎn)移,由輸出端輸出。這個(gè)過(guò)程重復(fù)地進(jìn)行就得到相繼的行輸出,從而讀出電荷圖形。（4）面型CCD圖像傳感器面型CCD圖像傳感器由感光區(qū)、信號(hào)存儲(chǔ)區(qū)和輸出轉(zhuǎn)移部分組成。圖(a)所示結(jié)構(gòu)由行掃描電路、垂直輸出寄存器、感光區(qū)和輸出二極管組成。行掃描電路將光敏元件內(nèi)的信息轉(zhuǎn)移到水平（行）方向上，由垂直方向的寄存器將信息轉(zhuǎn)移到輸

7、出二極管，輸出信號(hào)由信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換為視頻圖像信號(hào)。這種結(jié)構(gòu)易于引起圖像模糊。面型CCD圖像傳感器結(jié)構(gòu)圖（b）所示結(jié)構(gòu)增加了具有公共水平方向電極的不透光的信息存儲(chǔ)區(qū)。在正常垂直回掃周期內(nèi)，具有公共水平方向電極的感光區(qū)所積累的電荷同樣迅速下移到信息存儲(chǔ)區(qū)。在垂直回掃結(jié)束后，感光區(qū)回復(fù)到積光狀態(tài)。在水平消隱周期內(nèi)，存儲(chǔ)區(qū)的整個(gè)電荷圖像向下移動(dòng)，每次總是將存儲(chǔ)區(qū)最底部一行的電荷信號(hào)移到水平讀出器，該行電荷在讀出移位寄存器中向右移動(dòng)以視頻信號(hào)輸出。當(dāng)整幀視頻信號(hào)自存儲(chǔ)移出后，就開始下一幀信號(hào)的形成。該CCD結(jié)構(gòu)具有單元密度高、電極簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但增加了存儲(chǔ)器。圖(c)

8、所示結(jié)構(gòu)是用得最多的一種結(jié)構(gòu)形式。它將圖(b)中感光