电荷耦合器件(CCD) MOS电容的特性 1、结构 2、热平衡态特性 3、非平衡态特性 CCD的工作原理 定向转移 2、三相N沟CCD工作原理 3、线列CCD的工作原理 4、面阵CCD的工作原理 检测与测试技术基础视觉检测专题
电荷耦合器件(CCD) MOS电容的特性 1、 结构 2、 热平衡态特性 3 、非平衡态特性 CCD的工作原理 1、定向转移 2、三相N沟CCD工作原理 3、线列CCD的工作原理 4、面阵CCD的工作原理 检测与测试技术基础——视觉检测专题
预备知识—能带理论 原子能级与晶体能带 能级( Enegy Level):在孤立原子中,原子核外的电子 按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子。每个壳 层上的电子具有分立 的能量值,也就是电子 按能级分布。为简明起 弹二死呀 〔n= 见,在表示能量高低的 E 图上,用一条条高低不 同的水平线表示电子的 原子核 能级,此图称为电子能 级图 电子之密度 低的地片 检测与测试技术基础—视觉检测专题
预备知识——能带理论 原子能级与晶体能带 能级(Enegy Level):在孤立原子中,原子核外的电子 按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子。每个壳 层上的电子具有分立 的能量值,也就是电子 按能级分布。为简明起 见,在表示能量高低的 图上,用一条条高低不 同的水平线表示电子的 能级,此图称为电子能 级图。 检测与测试技术基础——视觉检测专题
预备知识——一能带理论 能带( Enegy Band) 晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅 为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,原子之间的最短距离 为0.235nm。致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不 再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可 能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,这种现象称为电子的共有 化。从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此 相对应的能级扩展为能带 检测与测试技术基础视觉检测专题
预备知识——能带理论 能带(Enegy Band) 晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅 为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,原子之间的最短距离 为0.235nm。致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不 再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可 能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,这种现象称为电子的共有 化。从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此 相对应的能级扩展为能带。 检测与测试技术基础——视觉检测专题
预备知识—能带理论 N个原子 导带 E 价举 禁 电子共有化,能级扩展为能带示意图 a)单个原子b)N个原子 检测与测试技术基础—视觉检测专题
预备知识——能带理论 电子共有化,能级扩展为能带示意图 a) 单个原子 b) N个原子 检测与测试技术基础——视觉检测专题
预备知识—一能带理论 禁带( Forbidden band):允许被电子占据的能带称为允许带,允 许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。原子壳层中 的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的 允许带。被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的 能带称为空带。 价带( Valence band):原子中最外层的电子称为价电子,与价电 子能级相对应的能带称为价带。 检测与测试技术基础—视觉检测专题
预备知识——能带理论 禁带(Forbidden Band):允许被电子占据的能带称为允许带,允 许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。原子壳层中 的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的 允许带。被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的 能带称为空带。 价带(Valence Band):原子中最外层的电子称为价电子,与价电 子能级相对应的能带称为价带。 检测与测试技术基础——视觉检测专题
预备知识—一能带理论 导带( Conduction band):价带以上能量最低的允许带称为导 带 导带的底能级表示为E,价带的顶能级表示为E,E与E之间的 能量间隔称为禁带E b c 检测与测试技术基础—视觉检测专题
预备知识——能带理论 导带(Conduction Band):价带以上能量最低的允许带称为导 带。 导带的底能级表示为Ec,价带的顶能级表示为Ev,Ec与Ev之间的 能量间隔称为禁带Eg。 绝缘体、半导体、金属的能带图 检测与测试技术基础——视觉检测专题
预备知识——能带理论 导体或半导体的导电作用是通过带电粒子的运动(形成电流) 来实现的,这种电流的载体称为载流子。导体中的载流子是自 由电子,半导体中的载流子则是带负电的电子和带正电的空穴 对于不同的材料,禁带宽度不同,导带中电子的数目也不同 ,从而有不同的导电性。例如,绝缘材料SO2的E约为52eV ,导带中电子极少,所以导电性不好,电阻率大于10129cm 。半导体S的E约为1.1eV,导带中有一定数目的电子,从而 有一定的导电性,电阻率为103-1012Qcm。金属的导带与价 带有一定程度的重合,E=0,价电子可以在金属中自由运动 所以导电性好,电阻率为1061039cm 检测与测试技术基础—视觉检测专题
预备知识——能带理论 导体或半导体的导电作用是通过带电粒子的运动(形成电流) 来实现的,这种电流的载体称为载流子。导体中的载流子是自 由电子,半导体中的载流子则是带负电的电子和带正电的空穴 。对于不同的材料,禁带宽度不同,导带中电子的数目也不同 ,从而有不同的导电性。例如,绝缘材料SiO2的Eg约为5.2eV ,导带中电子极少,所以导电性不好,电阻率大于1012Ω·cm 。半导体Si的Eg约为1.1eV,导带中有一定数目的电子,从而 有一定的导电性,电阻率为10-3—1012Ω·cm。金属的导带与价 带有一定程度的重合,Eg=0,价电子可以在金属中自由运动 ,所以导电性好,电阻率为10-6—10-3Ω·cm。 检测与测试技术基础——视觉检测专题