隔列轉(zhuǎn)移型面陣 CCD的結(jié)構(gòu)如圖12 - 10(a)所示。它的像敏單元(圖中虛線方塊)呈二維排列。每列像敏單元被壯光的讀出寄存器及溝阻 隔開,像敏單元與讀出寄存器之間又有轉(zhuǎn)移控制柵。由圖可見 ,每一像敏單元對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不光的讀出寄存器單元(圖中斜線表示被遮蔽 ,斜線部位的方塊為讀出寄存器單元),讀出寄存器與像敏單元的另一側(cè)被溝阻隔開。由于每列像敏單元均被讀出寄存器所隔 ,因此,這種面陣CCD稱為隔列轉(zhuǎn)移型CCD。圖中最下面是二相時(shí)鐘脈沖φ1、φ2驅(qū)動(dòng)的水平讀出寄存器。
這種面陣CCD的工作過程如下:在光積分期間 ,光生電荷包存儲(chǔ)在像敏單元的勢(shì)阱里,轉(zhuǎn)移頂為低電位,轉(zhuǎn)移柵下的勢(shì)健將像敏單元的勢(shì)阱與讀出寄存器的變化勢(shì)阱隔開,當(dāng)光積分時(shí)間結(jié)束,轉(zhuǎn)移柵上的電位由低變高 ,其下形成的勢(shì)阱將像敏單元的勢(shì)阱與此刻讀出寄存器某單元(此刻該單元上的電壓為高電平)的勢(shì)阱溝通 ,像敏單元中的光生電荷便經(jīng)過轉(zhuǎn)移機(jī)轉(zhuǎn)移到讀出寄存器;轉(zhuǎn)移的過程為并行的,即各列光人敏單元的光生電荷同時(shí)轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的讀出寄存器中。轉(zhuǎn)移過程很快,轉(zhuǎn)移控制柵上的電位很快變?yōu)榈碗娖?。轉(zhuǎn)移過程結(jié)束后,光人敏單元與讀出寄存器又被隔開,轉(zhuǎn)移到讀出寄存器中的光生電荷在讀出脈沖的作用下一行行地向水平讀出寄存器中轉(zhuǎn)移,水平讀出寄存器快速地將其經(jīng)輸出端輸出。在輸出端得到與光學(xué)圖像對(duì)應(yīng)的一行行視頻信號(hào)。
圖12-10(b)是隔列轉(zhuǎn)移面陣CCD的二相注入勢(shì)壘器件的像敏單元的寄存器單元的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用兩層多晶硅。第一層提供像敏單元上的MOS電容器電極,又稱為多晶硅光控制極;第二層基本上是連續(xù)的多晶硅,選擇摻雜后得到二相轉(zhuǎn)移電極系統(tǒng),稱為多晶硅寄存器柵極系統(tǒng)。轉(zhuǎn)移方向用離子注入勢(shì)壘造成,使電荷只能按照規(guī)定的方向轉(zhuǎn)移,溝阻常用來(lái)阻止電荷向外擴(kuò)散。