високий смаз зображення, що виникає при переносі зображення з секції накопичення в секцію зберігання. Під час кадрового переносу секція накопичення залишається відкритою для світла і яскраві ділянки зображення встигають дати внесок у чужій зарядовий пакет навіть за той короткий час, коли він проходить через них і відбувається змазування зображення.
Проблема смаза зображення вирішується в ФПЗС з міжрядковим переносом. На відміну від матриць з кадровим перенесенням, функції накопичення заряду і його перенесення тут розділені. Матрична структура з міжрядковим перенесенням (рис. 1.2.а) крім фоточутливих елементів містить екрановані від світла секції зберігання, розташовані між стовпцями. На відміну від матриць з кадровим перенесенням, де ПЗС осередок виконує по черзі функції накопичення і перенесення, матриці з міжрядковим перенесенням мають просторове розділення цих функцій. ФПЗС з міжрядковим перенесенням мають складну конструкцію осередку і зменшену фоточувствительную площу за рахунок вбудованих вертикальних каналів переносу, які необхідно екранувати від світла. У такій структурі перенесення кадру з секції накопичення в екрановані від світла області зберігання відбувається за один такт, що займає час не більше 1 мкс. Ще більше зменшити смаз зображення дозволяє конструкція ФПЗС зі строчно-кадрових перенесенням, приведена на ріс.1.2.б. [2].
До недоліків матриць з міжрядковим перенесенням відноситься істотно менша площа фоточутливого елемента в порівнянні з матрицями з перенесенням кадру.
а) б)
Рис.1.2. Конструкція матриць ФПЗС з міжрядковим перенесенням
. 2 Типи структур фотоприйомних осередків ФПЗС
У ПЗС з кадровим перенесенням генерація і перенесення заряду відбуваються в одній і тій же області фотоприймальний осередки. Після освітлення датчик повинен бути екранований від світла для зчитування зарядового пакета. На рис. 1.3 показаний вид зверху і поперечний переріз фотоприймальний осередку полнокадровой матричної структури. Розміри фотоприйомних осередків знаходяться в інтервалі значень від 24x24 мкм 2 до 6x6 мкм 2 [3].
Рис. 1.3. Поперечний перетин осередки повнокадровому ПЗЗ і вид зверху.
З будовою пікселя пов'язано основна перевага ФПЗС з перенесенням кадру: вся площа секції нагромадження є фоточутливої. Ця особливість виводить прилади з кадровим перенесенням на перше місце скрізь, де потрібна висока чутливість.
У ПЗС з міжрядковим перенесенням кожен піксель складається з фотодіода і одного осередку регістра ПЗС. Після освітлення, зібрані електрони переносяться з фотодіода в регістри зчитування. На рис. 1.4 показано перетин пікселя ПЗЗ з міжрядковим переносом і прилеглої регістр зчитування, де PD - фотодіод, TG - затвор переходу, CS - стоп канал, V-CCD - регістр зчитування.
Рис.1.4. Перетин осередку ПЗС з міжрядковим переносом.
. 3 Генерація заряду в ФПЗС
фоточутливий прилад зарядовий зв'язок
При висвітленні ФПЗС поглинаються в напівпровіднику фотони викликають генерацію електронно-доручених пар. У збідненим шарі під дією електричного поля ці пари розділяються. Величина зарядового пакету, що накопичується в даному елементі, пропорційна усередненим за площею елемента потоку фотонів і часу накопичення.
Ефективність генерації заряду в ПЗС визначається квантової ефективністю, яка являє собою частку падаючого випромінювання, що приводить до появи заряду. В ідеальному ПЗС на всіх довжинах хвиль. Квантова ефективність залежить від довжини хвилі, помітно знижуючись при ІК і УФ довжинах хвиль. Чутливість ПЗС знаходиться в інтервалі від 1.1 еВ до 10 кеВ (1000 - 0.1 нм), куди входять ІК, видиме світло, УФ, екстремальний УФ і м'який рентген. У діапазоні енергій від 1.1 до 3.1 еВ (довжини хвиль тисячі сто двадцять шість - 400 нм) фотон генерує одну електронно-дірковий пару. У цьому діапазоні знаходиться ближній ІК і видиме світло. Але не всі фотони породжують електронно-діркові пари. Кремній є прозорим для фотонів з енергією менше 1.14 еВ, які знаходяться в діапазоні далекого ІК. Середнє число електронно-доручених пар, генерованих фотоном з енергією E, дається співвідношенням для квантового виходу
де - енергія, необхідна для створення електронно-діркової пари. Фотони з енергією більше 3.1 еВ будуть генерувати безліч електронно-доручених пар, але це не означає підвищення квантової ефективності. Це відбувається в результаті наявності короткохвильового кордону. Короткохвильова межа (близько 400 нм) обумовлена ??сильним поглинанням короткохвильових квантів світла в тонкому приповерхневому шарі, в якому одночасно з фотогенерація носіїв інт...
