赛默飞CID检测器的读数方法介绍

点击次数:96  更新时间2020-08-24  【关闭

       赛默飞CID检测器的读数方法介绍
      赛默飞CID检测器的读出方法是将电荷在检测单元内部移动,检测电压的变化。电荷注入检测器原理,CID阵列上的每个像素可以单独通过行列电极的电子标定指数来寻址。不像CCD(电荷耦合式器件)在读数的时候会将像素中收集的电荷转移,电荷不会在CID阵列的点到点转移。在电荷信息包在独立所选择的像素中的电容之间移动的时候,和所存储的信息电荷成正比的移位电流被读取。移位电流被放大,转换成为电压,作为部分复合视频信号或者数字信号输送给外部世界。由于信号电平被测定以后电荷完整无缺的保留在像素中,所以其读数是非破坏性的。要对新的帧进行几分而清除阵列,每个像素上的行和列电极就会即可切换到接地释放,或者“注射”电荷到底层。CID是一种电荷注入器件,一种MOS结构,当栅极上加上电压时,表面形成少数载流子(电子)的势阱,入射光子在势阱邻近被吸收时,产生的电子被收集在势阱里。
      一个单独的CID检测单元包括两个导电性的电极和引线,放置在一个很薄的硅氧化物或氮化物绝缘层上,即横向电极和纵向电极,在横向电极上有一个读数放大器,两个电极之间加以偏压,开始积分时,先在横向电极上加以很小的正电压,而在纵向电极上加以很小的负电压,光照在赛默飞CID检测器表面时,产生的正电荷向纵向电极上聚集,当读数时,将横向电极上的正电压去掉,同时将纵向电极上的电压转为小的正电压,电荷从纵向电极上转移到横向电极上,即可读出在横向电极上聚集的电荷所产生的电压。又经过一段积分后,将纵向电极上加以负电压,横向电极上加以正电压,此时电荷从横向电极转移到纵向电极,此时又可读出横向电极上的电压变化,即第二次读数;然后再在横向电极上加以负电压,纵向电极上加以正电压,使电荷再转移回到横向电极,并重复读数的过程,当全部积分结束,进行读数时,在两个电极上同时加以正电压,使电荷注入CID基体,此时读出横向电极上电压的变化即为读数的结果。
      从这个读数过程可以看出,每个CID检测单元均包含有两种读出方式,一种方式为在积分过程中进行的循环读出方式,在这种读出方式中,电荷是在两个电极之间移动,而没有损失,即电荷本身没有受到读数过程的破坏,因而这种读出方式叫做非破坏性读数;另一种读出方式是在积分过程结束时使用的,当这次读数完成后,所有的电荷都不存在了,因而这种读出方式叫做破坏性读数。将其中l到n次读出的资料除以其相应的积分时间,并将n次的资料进行平均,即得到这次曝光的积分资料。前一种读出方式,也叫随机存取积分方式,是赛默飞CID检测器的独特功能,是其他任何固体检测器都没有的,这一特性对于光谱分析仪器来讲,具有非常重要的意义。
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