CCD傳感器代表電荷耦合器件。CCD傳感器是一個(gè)集成的半導(dǎo)體系統(tǒng)，它可以將光子轉(zhuǎn)換成電子，然后將這些光產(chǎn)生的電荷包從原來的位置移動(dòng)到傳感器的輸出引腳。如果你認(rèn)為CCD傳感器是一個(gè)奇怪的圖像傳感器的名字，你是對(duì)的。這個(gè)術(shù)語(yǔ)僅指移動(dòng)電荷的系統(tǒng)，所以在這種情況下，CCD傳感器實(shí)際上是指電荷耦合光敏器件。

　研究人員最初將CCD傳感器作為一種在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)信息的新方法進(jìn)行研究，后來他們意識(shí)到這種技術(shù)可以用于光學(xué)檢測(cè)應(yīng)用。這可以解釋為什么術(shù)語(yǔ)CCD傳感器意味著成像設(shè)備，但不包括任何明確的成像參考。

　CCD傳感器結(jié)構(gòu):下圖讓你大致了解CCD傳感器是如何構(gòu)造的，以及在半導(dǎo)體層面上發(fā)生了什么。

　1.像素的光電二極管響應(yīng)入射光產(chǎn)生電勢(shì)。隨著時(shí)間的推移，光強(qiáng)與累積電荷的關(guān)系一開始是線性的，但隨著像素接近飽和就變成非線性的了。現(xiàn)代CCD傳感器使用釘扎光電二極管，它包括一個(gè)圖中未顯示的薄p+層。

　2.電子在二極管下方的P型硅中的勢(shì)阱中積累。

　3.勢(shì)阱是通過施加正電壓產(chǎn)生的物理區(qū)域。使用術(shù)語(yǔ)阱是因?yàn)樵撜妷何娮硬⑴懦饪昭?，從而形成光生電子將流?dòng)的區(qū)域。

　4.通過施加0 V或負(fù)電壓來創(chuàng)建一個(gè)勢(shì)壘。阻礙電子的運(yùn)動(dòng)。

　5.施加于傳輸門的時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)致連續(xù)產(chǎn)生阱和勢(shì)壘，這是CCD傳感器將離散光生電荷包從單個(gè)像素引導(dǎo)至傳感器輸出的基本機(jī)制。

　6.復(fù)位柵極是一種清除像素中累積電荷的手段。重置和耗盡將在本文后面返回。