??????? 如果MOS電容器中的半導(dǎo)體是P型硅, 當(dāng)在金屬電極上施加一個(gè)正電壓時(shí), 在其電極下形成所謂耗盡層, 由于電子在那里勢(shì)能較低, 形成了電子的勢(shì)阱, 如圖8 - 19(b)所示, 成為蓄積電荷的場(chǎng)所。CCD的最基本結(jié)構(gòu)是一系列彼此非常靠近的MOS電容器, 這些電容器用同一半導(dǎo)體襯底制成, 襯底上面履蓋一層氧化層, 并在其上制作許多金屬電極, 各電極按三相（也有二相和四相）配線方式連接, 圖8 - 19為三相CCD時(shí)鐘電壓與電荷轉(zhuǎn)移的關(guān)系。當(dāng)電壓從φ1相移到φ2相時(shí), φ1相電極下勢(shì)阱消失, φ2相電極下形成勢(shì)阱。這樣儲(chǔ)存于φ1相電極下勢(shì)阱中的電荷移到鄰近的φ2相電極下勢(shì)阱中, 實(shí)現(xiàn)電荷的耦合與轉(zhuǎn)移。 ?

??????? CCD的信號(hào)是電荷, 那么信號(hào)電荷是怎樣產(chǎn)生的呢？CCD的信號(hào)電荷產(chǎn)生有兩種方式: 光信號(hào)注入和電信號(hào)注入。 CCD用作固態(tài)圖像傳感器時(shí), 接收的是光信號(hào), 即光信號(hào)注入法。當(dāng)光信號(hào)照射到CCD硅片表面時(shí), 在柵極附近的半導(dǎo)體體內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對(duì), 其多數(shù)載流子（空穴）被排斥進(jìn)入襯底, 而少數(shù)載流子（電子）則被收集在勢(shì)阱中, 形成信號(hào)電荷, 并存儲(chǔ)起來。存儲(chǔ)電荷的多少正比于照射的光強(qiáng)。所謂電信號(hào)注入， 就是CCD通過輸入結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)電壓或電流進(jìn)行采樣, 將信號(hào)電壓或電流轉(zhuǎn)換為信號(hào)電荷。 ?
???????? CCD輸出端有浮置擴(kuò)散輸出端和浮置柵極輸出端兩種形式, 如圖8 - 20所示。

???????? 浮置擴(kuò)散輸出端是信號(hào)電荷注入末級(jí)浮置擴(kuò)散的PN結(jié)之后, 所引起的電位改變作用于MOSFET的柵極。這一作用結(jié)果必然調(diào)制其源-漏極間電流, 這個(gè)被調(diào)制的電流即可作為輸出。 當(dāng)信號(hào)電荷在浮置柵極下方通過時(shí), 浮置柵極輸出端電位必然改變, 檢測(cè)出此改變值即為輸出信號(hào)。 ?
??????? 通過上述的CCD工作原理可看出, CCD器件具有存儲(chǔ)、 轉(zhuǎn)移電荷和逐一讀出信號(hào)電荷的功能。因此CCD器件是固體自掃描半導(dǎo)體攝像器件, 有效地應(yīng)用于圖像傳感器。

?