Structure MOS - CCD

Introduction - Définitions

Description

Fonctionnement

Structure MOS réelle

Dispositifs CCD

Conclusions Exercices


Structure MOS- Dispositifs C.C.D. 7.5 dispositifs BCCD

7.5.4. Les dispositifs à canal enterré (B.C.C.D.).

Afin de minimiser l'effet des états de surface, on écarte le paquet de charges de l'interface isolant-semiconducteur.

On créée un puits de potentiel avec un minimum à l'intérieur du semiconducteur pour cela, une implantation superficielle de dopant ' N ' est faite dans le substrat ' P '.

Le canal est alors " enterré " est on obtient un dispositif nommé B.C.C.D . (Buried Channel Charge-coupled Devices).

Le transfert des charge s'effectue dans le volume du semiconducteur et non plus à l'interface. La mobilité en volume étant nettement plus grande et le nombre de charges piégées beaucoup plus petit, l'efficacité de transfert est nettement améliorée.

Typiquement une efficacité de l'ordre de 99,999 à une fréquence d'horloge de 25 MHz est obtenue. L'inconvénient réside dans le fait que la taille des charges transférées est deux à trois fois plus faible que dans un C.C.D.

7.5.5. Applications des CCD.

a) lignes à retard.

Le signal appliqué à l'entrée et reçu à la sortie avec un certain retard proportionnel aux nombre d'éléments du dispositif.

Le signal analogique d'entrée est échantillonné à la fréquence d'horloge fc. Les impulsions obtenues sont transformées en paquets de charges. Chaque paquet proportionnel à l'amplitude de l'impulsion progresse au rythme de l'horloge. Le retard td obtenu est déterminé par le nombre n de transferts et la fréquence d'horloge :

td = n/fc

Les modèles courants possèdent de 512 à 1024 éléments pour des fréquences de transfert comprises entre 10 kHz et 20 MHz.

b) Barrette optiques.

Si une structure CCD est éclairée, il y a créations dans les différentes ZCE d'un nombre de charges proportionnel à l'éclairement reçu. Pendant un temps t, on laisse ainsi les différentes charges Q se constituer proportionnelles à l'éclairement de chaque zone élémentaire de l'image (pixel). Au bout de ce temps on provoque rapidement un décalage vers la sortie ce qui permet de retrouver l'éclairement de chaque pixel. Il faut cependant que le temps de transfert soit beaucoup plus faible que le temps d'éclairement.

c) Matrice optique.

Ce sont des barrettes optiques répétées sur plusieurs lignes qui sont lues de manière successive avec retour à la première ligne. En superposant les signaux nécessaire (début de balayage de l'ensemble, début de balayage d'une ligne) on obtient un signal vidéo.

sites relatifs sur les capteurs CCD

Mesure photométrique par capteurs CCD et une application à l'astronomie.

Images numériques : Principes de fonctionnement des CCD

d) Mémoires.

On stocke l'information sous forme numérique. L'état 1 correspond à la présence de charges, l'état 0 à leur absence.. Pour éviter la détérioration de l'information, il est nécessaire de la régénérer. Pour cela on boucle le CCD sur lui même et on lui associe un circuit de régénération.

Loi de Waterman : Tout enregistreur graphique déverse plus d'encre sur les êtres humains que sur le papier.

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Dernière mise à jour : le   10-Mai-2004 Auteur : Bernard BOITTIAUX