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賽默飛CID檢測器的讀數(shù)方法介紹
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(yīng)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。