PPT《第六章 光电传感器6.1 概述一、光电传感器概念将光的有关参...》

用电势产生阱且用电势控制阱的深度―势阱;

另外,阱内的电荷相对于相邻势阱具有一定的电势能.势垒(阱壁)概念及形成势阱之外的部分,阱壁阻止阱内电子外逃,阱壁的深、浅是相对于相邻势阱而言,相邻的势阱深了,该阱壁就浅了,反之该阱壁就深了.光(像)信息采集及存储 (3)电荷转移(耦合) 转移方法:采用控制相邻势阱深度差别(电势差别)的方法来控制阱内电荷的转移;

高电场区对低电场区的电子有吸、拉作用.转移条件:①UG2>

UG1------,②相邻阱距离需足够近―电子遂穿效应.CCD单元内 包 的个数及分工:采光(像)电荷包:采光及存储电荷的功能,开窗口,每个像素一个.转移(电荷耦合)包:转移(耦合)电荷功能,不开窗口,每个像素单元至少一个,也可多个. 图5-38有几个转移包?通过施加时序信号控制电荷包内电荷转移的方法分析:书135 (4)电荷输出: 二/三极管控制输出:图5―38左、右边斜线部分为金属电极(短路连接点),N+与P型衬底构成输出二极管.在输出端,若P接地、UG0接负电压,则输出二极管导通,紧挨N+处的电荷包的电荷就通过电流大小在输出电阻RL上以电压大小输出;

输入端原理类似.4.CCD类型:单个CCD单元(像素);

线阵CCD;

面阵CCD;

黑白、彩色、CCD;

红外、可见光、紫外CCD;

主动、被动式CCD;

5.CCD应用:照相;

摄像;

测量.

三、CMOS光电图像传感器1.结构:用传统工艺方法将光敏二极管、MOS场效应管、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口电路集成在一块硅片上的图像传感器件.2.原理结构:CMOS光电图像传感器原理框图如图所示,其主要组成部分是像敏单元阵列(实际上是光敏二极管阵列)和MOS场效应管集成电路,且两者集成在同一硅片上,像敏单元阵列有线阵和面阵之分. 上图所示的像敏单元阵列按X和Y方向排列成方阵,方阵中的每一个像敏单元都有其在X、Y方向上的地址,并可分别由两个方向的地址译码器进行选择;

每一列像敏单元都对应一个列放大器,列放大器的输出信号分别接到由X方向地址译码控制器进行选择的模拟多路开关输出至输出放大器,输出放大器的输出信号送A/D转换器进行模数转换变成数字信号,经预处理电路处理后通过接口电路输出.3.像敏单元结构如图为像敏单元结构的基本电路 场效应管V1构成光敏二极管的负载,其栅极接在复位线上,当复位脉冲出现时,V1导通,光敏二极管被瞬时复位;

而当复位脉冲消失后,V1截止,光敏二极管开始积分光信号.场效应管V2是一源级跟随放大器,将光敏二极管的高阻输出信号进行电流放大.场效应管V3用作选址模拟开关,当选通信号引入时,V3导通,使得被放大的光电信号输送到列总线上. 6.4红外光电传感器 195页 概念:工作在红外区域的光电传感器.

一、红外光的来源分析1.能发出红外光的材料―红外光源,一般采用电激励产生.2.物质内部分子的热运动.

二、红外光的特点及类型1.特点:(1)具有一般光的特性:反射、折射、透射、干涉、散射及吸收等;

(2)光热效应明显.2.类型:红外光(谱)探测器;

红外热探测器.

三、热探测式红外光电传感器类型:热电阻;

热敏电阻;

热释电晶体等.1.热释电晶体探测器工作原理 一般晶体介质的粒子的正、负电荷的中心重合―对 外 不呈现电(极)性;