典型線陣圖像傳感器結構、原理

線陣CCD的種類很多，分類方法也很多。不同類型的線陣 CCD具有不同的特點， 適于不同的應用。下面以TCD1206UD為例進行介紹。

TCD1206UD為典型的二相線CCD，這里就其基本結構、工作原理及其驅動電路等作一簡單介紹。

TCD1206UD的基本結構

圖12 - 12所示為TCD1206UD的基本結構原理圖。它由2 236個PN結光電二極管構成光敏元陣列。其中前64個和后12個是用作暗電流檢測而被這蔽的，圖中用符號D_n表示在檢測輸出時要濾掉的信號；中間的2 160個光電二極管是曝光像敏單元，圖中用S_n表示。每個光敏單元的尺寸為14μm 長、14μm高 ，中心距亦為14μm。光敏元陣列總長為30.24 mm光敏元的兩側是用作存儲光生電荷的MOS電容陣列(圖中存儲柵)。MOS電容陣列兩側是轉移柵電極SH，在它的兩側為CCD模擬移位寄存器，其輸出部分由信號輸出單元和補償輸出單元構成。

工作原理

TC1206UD在如圖12-13所示的驅動脈沖作用下工作。當脈沖高電平到來時，正值φ₁電極下均形成深阱，同時的高電平使電極下的深勢阱與MOS電容存儲勢阱溝通。如圖12-14所示，MOS電容中的信號電荷包通過轉移柵轉移到模擬移位寄存器的φ₁極下的勢阱中。當φ_SH由高變低時，φ_SH低電平形成的淺勢阱將存儲柵下勢阱與φ₁極下的勢阱隔離開。存儲柵勢阱進入光積分狀態，而模擬移位寄存器將在φ₁與φ₂脈沖的作用下驅使轉移到φ₁電極下勢阱中的信號電荷向左轉移，并經輸出電路由OS電極輸出。

  由于結構上的安排OS端首先輸出13個虛設單元信號，再輸出51個暗信號，然后連續輸出S₁到S₂₁₆₀的有效像素單元信號，第S₂₁₆₀信號輸出后，又輸出9個暗信號，再輸出2個奇偶檢測信號，以后便是空驅動。空驅動數目可以是任意的。由于該器件是兩列并行分奇偶傳輸的，所以在一個φ_SH

周期中至少要有1118個脈沖φ₁，即T_SH>1118T₁。圖12-16中的φ_k為復位級的復位脈沖，復位一次輸出一個信號。