
【電】 charge coupling
charge; electric charge; electricity
【化】 electric charge
【醫】 charge
coupling
【計】 coupling
電荷耦合(Charge Coupling)是半導體器件(特别是電荷耦合器件,即CCD)中的核心工作機制,指通過精确控制金屬電極上的電壓時序,在半導體表面(如矽)形成并定向轉移電荷包(通常為電子或空穴)的過程。
物理基礎
在CCD中,多個緊密排列的金屬電極覆蓋在氧化層和半導體襯底上。當電極施加正電壓時,半導體表面形成“勢阱”(Potential Well),吸引并存儲少數載流子(如P型矽中的電子)。相鄰電極的電壓變化會改變勢阱深度,使電荷包受電場驅動向鄰近電極移動。
工作過程
電荷轉移通過三相、二相或四相時鐘脈沖實現。例如在三相系統中,三個電極為一組:
此過程循環進行,實現電荷的定向移位。
核心應用:CCD圖像傳感器
在CCD相機中,光子在像素單元産生電荷,電荷包通過耦合機制逐行轉移至輸出放大器,轉換為電壓信號。其優勢包括高靈敏度、低噪聲和均勻響應,曾廣泛用于天文觀測與專業攝影。
注:因搜索結果限制,未提供具體網頁鍊接,但上述文獻為電子工程領域公認權威來源。
電荷耦合是電子學和半導體領域的重要概念,指通過電荷之間的相互作用實現能量或信號傳遞的過程。以下是詳細解釋:
電荷耦合指利用電荷在電場作用下的移動特性,将電荷從一個位置傳輸到另一個位置的現象。其核心在于通過電容、電感等元件構建電勢阱,控制電荷的存儲與轉移。
電荷轉移機制
通過半導體材料(如矽片)表面形成的金屬-氧化物-半導體(MOS)電容陣列,在時鐘脈沖電壓控制下産生勢阱變化,實現電荷的定向移動。
耦合方式
主要包括靜電耦合(通過電場作用)和阻容耦合(利用電容傳遞交流信號)。
電荷耦合器件(CCD)
廣泛應用于數字相機、醫療成像設備等,通過逐行轉移像素電荷實現圖像捕捉。
CMOS圖像傳感器
與CCD類似,但采用互補金屬氧化物半導體工藝,具有低功耗和集成度高的特點。
不同于電磁耦合(通過磁場傳遞能量)或機械耦合(物理接觸傳遞力),電荷耦合專注于電荷的定向遷移,屬于微觀粒子層面的能量傳遞方式。
如需更深入的技術細節,可參考半導體器件相關文獻或權威工程手冊。
參與者成文憲法穿皮器帶孔轉鼓道塞耳氏療法獨一無二的防縮冒口發射信號分子鍵撫養給定值黃光色澱性紅間質性炎嚼用蠟結蒂織過多解吸用蒸汽積極共處酒石酸鋅咳擴張器鱗石英卵巢濾泡門周的哌噻唑酯隨機停機胎體營養糖分布談判者調度員透明區