CCD圖像傳感器模型仿真研究.pdf

1、如今空間探索已經(jīng)成為各個國家展現(xiàn)自己科技實力的強大平臺。目前,各國在太空中的衛(wèi)星,空間站等飛行器已經(jīng)超過了5000多個,而充當這些飛行器眼睛的核心部件就是CCD圖像傳感器。隨著神州十號、嫦娥一號陸續(xù)發(fā)射升空,我國的航天事業(yè)步入高速發(fā)展的時期。但是由于半導體技術(shù)的限制,我國的CCD發(fā)展技術(shù)比國外至少落后了10年,科學級的CCD尚不能自行生產(chǎn),宇航級的CCD只能從國外進口。但是國外基本都將宇航級的CCD作為核心機密,都有嚴格的進出口限制。因

2、此研究一個CCD性能模型不論是對國內(nèi)CCD器件的設(shè)計還是對進口器件性能的評估都有巨大的意義。
　　本文針對上述的問題,對CCD的理論進行分析,針對CCD的光電二極管, MTF以及轉(zhuǎn)移效率建立了數(shù)學模型,對不同的工藝參數(shù)的影響進行了分析,主要工作內(nèi)容有:
　　1、對CCD圖像傳感器的原理,工作結(jié)構(gòu)進行分析。詳細的探討了CCD在信號電荷產(chǎn)生、信號電荷轉(zhuǎn)移的原理。
　　2、建立用于 CCD圖像傳感器的光電二極管的數(shù)學模型,對

3、典型參數(shù)下的光電二極管進行了仿真分析。探究了不同的工藝參數(shù)對光電二極管的響應度的影響,具體內(nèi)容在第二章中進行闡述。
　　3、建立不同像元結(jié)構(gòu)的CCD圖像傳感器的MTF模型,主要包括像元積分采樣MTF模型,像元傳輸MTF模型以及像元擴散MTF的模型。探究了不同工藝參數(shù)對MTF的影響。具體內(nèi)容在第三章中進行闡述。
　　4、探討了 CCD在進行電荷轉(zhuǎn)移時的主要影響機制。對熱擴散、自感應電場和邊緣場效應下的轉(zhuǎn)移效率建立了相應的數(shù)學模