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在CCD中，有效地收集和檢測電荷是一個重要問題。CCD的重要特性之一是信號電荷在轉移過程中與時鐘脈沖沒有任何電容耦合，而在輸出端則不可避免。因此，選擇適當的輸出電路，盡可有地減小時鐘脈沖對輸出信號的容性干擾。的CCD輸出電荷信號的方式主要是稱為電流輸出方式的電路。 電流輸出方式的電路是由檢測二極管、二極管的偏置電阻R、源極輸出放大器和復位場效應晶體管VR等單元構成。信號電荷在轉移脈沖CR1、CR2的驅動下向右轉移到最末一級轉移電極下的勢，當CR2上的電壓由高變低時，由于勢阱的提高，信號的電荷將通過輸出柵下的勢阱進入反向偏置的二極管中。由電源UD、電阻R、襯底P和N區(qū)構成的輸出二極管中的電荷，將產生電流的大小與注入二極管中的信號電荷成正比，而與R成反比。電阻R是制作在CCD器件內部的固定電阻，阻值為常數。所以，輸出電流ID與注入二極管中的電荷量Q成線性關系。 復位場效應晶體客VR用于檢測二極管的深勢阱進行復位。它的主要作用是在一個讀出周期中，注入輸出二極管深勢阱中的信號電荷通過偏置電阻放電，偏置電阻太小中，信號電荷很容易被放掉，輸出信號的持續(xù)時間很短，不利于檢測。增大偏置電阻可以使輸出信號獲得較長的持續(xù)時間，在轉移脈沖CR1的周期內，信號電荷被卸放掉的數量不大，有利于對信號的檢測。但是，在下一個信號到來時，沒有卸放掉的電荷勢 必與新轉移來的電荷疊加，破壞后面的信號。為此，引入復位場效應晶體管VR，使沒有來得及被卸放掉的信號電荷通過復位場效應晶體管卸放掉。復位場效應晶體管在復位脈沖的RS的作用下使復位場效應晶體管導通，它導通的動態(tài)電阻遠小于偏置電阻的阻值，以便使輸出二極管中的剩余電荷通過復位場效應晶體管流入電源，的電位恢復到起始的高電平，為接受新的信號電荷做好準備。 |
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