賽默飛CID檢測器的讀數(shù)方法介紹
賽默飛CID檢測器的讀出方法是將電荷在檢測單元內(nèi)部移動,檢測電壓的變化。電荷注入檢測器原理,CID陣列上的每個像素可以單獨通過行列電極的電子標定指數(shù)來尋址。不像CCD(電荷耦合式器件)在讀數(shù)的時候會將像素中收集的電荷轉(zhuǎn)移,電荷不會在CID陣列的點到點轉(zhuǎn)移。在電荷信息包在獨立所選擇的像素中的電容之間移動的時候,和所存儲的信息電荷成正比的移位電流被讀取。移位電流被放大,轉(zhuǎn)換成為電壓,作為部分復合視頻信號或者數(shù)字信號輸送給外部世界。由于信號電平被測定以后電荷完整無缺的保留在像素中,所以其讀數(shù)是非破壞性的。要對新的幀進行幾分而清除陣列,每個像素上的行和列電極就會即可切換到接地釋放,或者“注射”電荷到底層。CID是一種電荷注入器件,一種MOS結(jié)構(gòu),當柵極上加上電壓時,表面形成少數(shù)載流子(電子)的勢阱,入射光子在勢阱鄰近被吸收時,產(chǎn)生的電子被收集在勢阱里。
一個單獨的CID檢測單元包括兩個導電性的電極和引線,放置在一個很薄的硅氧化物或氮化物絕緣層上,即橫向電極和縱向電極,在橫向電極上有一個讀數(shù)放大器,兩個電極之間加以偏壓,開始積分時,先在橫向電極上加以很小的正電壓,而在縱向電極上加以很小的負電壓,光照在賽默飛CID檢測器表面時,產(chǎn)生的正電荷向縱向電極上聚集,當讀數(shù)時,將橫向電極上的正電壓去掉,同時將縱向電極上的電壓轉(zhuǎn)為小的正電壓,電荷從縱向電極上轉(zhuǎn)移到橫向電極上,即可讀出在橫向電極上聚集的電荷所產(chǎn)生的電壓。又經(jīng)過一段積分后,將縱向電極上加以負電壓,橫向電極上加以正電壓,此時電荷從橫向電極轉(zhuǎn)移到縱向電極,此時又可讀出橫向電極上的電壓變化,即第二次讀數(shù);然后再在橫向電極上加以負電壓,縱向電極上加以正電壓,使電荷再轉(zhuǎn)移回到橫向電極,并重復讀數(shù)的過程,當全部積分結(jié)束,進行讀數(shù)時,在兩個電極上同時加以正電壓,使電荷注入CID基體,此時讀出橫向電極上電壓的變化即為讀數(shù)的結(jié)果。
從這個讀數(shù)過程可以看出,每個CID檢測單元均包含有兩種讀出方式,一種方式為在積分過程中進行的循環(huán)讀出方式,在這種讀出方式中,電荷是在兩個電極之間移動,而沒有損失,即電荷本身沒有受到讀數(shù)過程的破壞,因而這種讀出方式叫做非破壞性讀數(shù);另一種讀出方式是在積分過程結(jié)束時使用的,當這次讀數(shù)完成后,所有的電荷都不存在了,因而這種讀出方式叫做破壞性讀數(shù)。將其中l(wèi)到n次讀出的資料除以其相應的積分時間,并將n次的資料進行平均,即得到這次曝光的積分資料。前一種讀出方式,也叫隨機存取積分方式,是賽默飛CID檢測器的*功能,是其他任何固體檢測器都沒有的,這一特性對于光譜分析儀器來講,具有非常重要的意義。