ПЗС, прибор с зарядовой связью (англ. CCD, charge-coupled device) — общее обозначение класса полупроводниковых приборов, в которых применяется технология управляемого переноса заряда в объёме полупроводника.
Наиболее ярким представителем приборов данного класса является ПЗС-матрица.
Схема образования и переноса заряда в ячейке ПЗС-устройства
Название ПЗС — прибор с зарядовой связью — отражает способ считывания электрического потенциала методом сдвига заряда от элемента к элементу.
ПЗС-устройство состоит из поликремния, отделённого от кремниевой подложки, у которой при подаче напряжения через поликремниевые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. Один элемент ПЗС-матрицы формируется тремя или четырьмя электродами. Положительное напряжение на одном из электродов создаёт потенциальную яму, куда устремляются электроны из соседней зоны. Последовательное переключение напряжения на электродах перемещает потенциальную яму, а, следовательно, и находящиеся в ней электроны, в определённом направлении. Так происходит перемещение по одной строке матрицы.
Если речь идёт о ПЗС-линейке, то заряд в её единственной строке «перетекает» к выходным каскадам усиления и там преобразуется в уровень напряжения на выходе микросхемы.
У матрицы же, состоящей из многих видеострок, заряд из выходных элементов каждой строки оказывается в ячейке ещё одного сдвигового устройства, устроенного обычно точно таким же образом, но работающего на более высокой частоте сдвига.
Прибор с зарядовой связью был изобретён в 1969 году Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в Лабораториях Белла (AT&T Bell Labs). Лаборатории работали над видеотелефонией (picture phone) и развитием «полупроводниковой пузырьковой памяти» (semiconductor bubble memory). Объединив эти два направления, Бойл и Смит занялись тем, что они назвали «устройствами с зарядовыми пузырьками». Смысл проекта состоял в перемещении заряда по поверхности полупроводника. Так как приборы с зарядовой связью начали свою жизнь как устройства памяти, можно было только поместить заряд во входной регистр устройства. Но стало ясно, что прибор способен получить заряд благодаря фотоэлектрическому эффекту, то есть могут создаваться изображения при помощи электронов.
С 1975 года начинается активное внедрение телевизионных ПЗС-матриц. А в 1989 году они применялись уже почти в 97 % всех телекамер.
В январе 2006 года за работы над ПЗС У. Бойл и Дж. Смит были удостоены премии Дрейпера Национальной инженерной академии США. В октябре 2009 года каждому «досталось» по четверти Нобелевской премии по физике.
Блуминг (или блюминг) (англ. — ореол, расплывание изображения) в ПЗС — это эффект «растекания» избыточного заряда от пересвеченных областей матрицы ПЗС в соседние ячейки. Основная причина возникновения — ограниченная ёмкость потенциальной ямы для фотоэлектронов в ячейке. Блуминг имеет характерную симметричную форму, определяемую геометрией расположения элементов на матрице. Приблизительно с 2006 года в большинстве любительских устройств блуминг больше не появляется, так как в них стали использоваться специальные антиблуминговые цепи, которые отводят избыточные электроны из ячеек. Однако, отвод электронов по мере заполнения потенциальной ямы приводит к нелинейности характеристики ПЗС и затрудняет измерения. Поэтому в научных целях по-прежнему применяются ПЗС без антиблуминговых цепей, и блуминг часто может быть замечен, например, на спутниковых фотографиях и снимках межпланетных зондов.
В
настоящее время в телевидении нашли
широкое применение твердотельные ФЭП
на базе приборов с зарядовой связью
(ПЗС). Основой ПЗС является конденсатор
МОП-структуры (металл – окисел –
полупроводник). Одной обкладкой
конденсатора является металлический
электрод, а второй – полупроводник.
Диэлектриком между этими обкладками
служит тонкий слой окисла полупроводника
(рис. 2.4).
Если
между электродом и полупроводниковой
подложкой, например р-типа,
приложено напряжение +U,
то в результате действия электрического
поля дырки (основные носители)
полупроводника, находящиеся под
электродом, отойдут в толщину слоя
полупроводника. При этом под электродом
образуется область, обедненная основными
носителями, – потенциальная яма. Изменяя
величину напряжения +U
можно управлять глубиной потенциальной
ямы.
Рис.
2.4. Конденсатор МОП-структуры: 1 –
полупроводниковая подложка (р-проводимости);
2 – окисел; 3 – металлический электрод;
4 – неосновные носители; 5 – обедненная
область; 6
– основные носители
В
образовавшейся потенциальной яме
происходит накопление неосновных
носителей электронов, которые могут
образовываться как за счет полезного
эффекта (например, фотоэмиссии), так и
за счет термоэлектронной эмиссии.
Термоэлектронная эмиссия – это процесс
генерирования неосновных носителей,
обусловленных температурой, под которой
находится полупроводник. Накопление
термогенерированных носителей является
паразитным процессом. Если ввести
ограничение на максимальное значение
заряда термоэлектронной эмиссии, то
тем самым можно определить и максимальное
время, отводимое для накопления и
хранения полезного заряда.
Рассмотрим
принцип организации ПЗС-линеек.
ПЗС-линейка – это устройство для хранения
и передвижения зарядовых пакетов вдоль
нее. Линейка состоит
из
последовательно расположенных электродов
на общей подложке (рис. 2.5).
Расстояние
между электродами настолько мало, что
обедненная область под одним электродом
практически простирается до соседних
электродов. Поэтому если под одним из
n-х
электродов, к которому приложен потенциал
+U,
будет накоплен заряд, образованный,
например, фотоэлектронной эмиссий, то
передвинуть его в соседнюю n
+ 1 ячейку можно, если потенциальную яму
n
+ 1 ячейки сделать глубже, чем у n-й
ячейки. Вслед за этим потенциал n-й
ячейки уменьшают до значения близкого
к нулевому, а потенциал n
+ 1 ячейки делают таким же, какой был
раньше у n-й
ячейки +U.
Зарядовые пакеты изначально вводятся
в линейку через два электрода. Это
обеспечивает их сохранность при
передвижении вдоль линейки, что следует
из рассмотрения динамики перемещения
зарядов (рис. 2.6).
Рис.
2.5. Линейка из МОП-кондесаторов: 1 –
зарядовые пакеты; 2 – электроды
Передвижение
зарядовых пакетов обеспечивается
циклическим изменением потенциалов
электродов. Проследить за передвижением
пакетов при изменении потенциалов на
управляющих шинах можно по рис. 2.6.
В
настоящее время преобразователи
свет-сигнал на базе ПЗС находят широкое
применение в технике телевидения.
Рассмотрим некоторые из них.
Устройство
линейного преобразователя приведено
на рис. 2.7.
В
секции накопления 1 светочувствительные
элементы накапливают зарядовые пакеты
за время активной части строки. Затем
накопление прерывается, и с помощью
механического или электрического
затвора 2, зарядовые пакеты вводятся
параллельно в секцию переноса 3 за время
обратного хода развертки по строке.
После закрытия затвора вновь происходит
накопление зарядов в секции 1, а из секции
3 зарядовые пакеты через устройство
считывания 4 выводятся из преобразователя.
Рис.
2.6. Перемещение зарядовых пакетов в
ПЗС-линейке: а – линейка; б – эпюры
напряжений на управляющих шинах,
обеспечивающих перемещение зарядов;
U1
– напряжение на первой шине; U2
– на второй; U3
– на третьей шине; а,
б,
с
– уровни напряжений
Широкое
распространение в телевидении получили
матричные ФЭП. Такие преобразователи
бывают двух видов: преобразователи с
покадровым переносом зарядов и
преобразователи с межстрочным переносом
(рис. 2.8).
В
преобразователях с покадровым переносом
(рис. 2.8, а)
поверхность экрана преобразователя
образована секцией накопления 1,
накопление зарядовых пакетов осуществляется
в светочувствительных ячейках этой
секции. Во время прямого хода развертки
по кадру. После завершения накопления
в течение короткого промежутка времени
(обратный ход по кадру) через открывшийся
затвор переноса кадра 2 зарядовые пакеты
переносятся в секцию хранения 3. Секция
хранения защищена от света и имеет такую
же структуру, как и секция накопления.
Во время прямого хода кадровой развертки
режим накопления в секции 1 возобновляется.
В это же время информация из секции
хранения построчно передается в секцию
переноса заряда – сдвиговый регистр
5. Сдвиг в секцию переноса осуществляется
во время обратного хода развертки по
строкам через затвор переноса 4. Зарядовые
пакеты из секции переноса выводятся
поэлементно в устройство считывания
зарядов 6 за время прямого хода строчной
развертки.
Рис.
2.7. Линейный преобразователь на ПЗС: 1 –
секция накопления; 2 – затвор переноса;
3 – секция переноса; 4 – устройство
считывания зарядов
Рис.
2.8. Матричный преобразователь на ПЗС: а
– с покадровым переносом зарядов; б
– межстрочным переносом зарядов; 1 –
секции накопления; 2, 4 – затворы переноса;
3 – секции хранения; 5 – секции переноса;
6 – устройства считывания зарядов
Аналогично
происходит накопление и считывание
зарядов в матричных преобразователях
с межстрочным переносом (рис. 2.8, б).
В этих преобразователях столбцы 1, в
которых происходит накопление зарядов,
располагаются рядом со столбцами
хранения 3. Переносом зарядов из столбцов
накопления в столбцы хранения управляют
затворы переноса по кадру 2. Считывание
из столбцов хранения в секцию переноса
5 осуществляется через затвор переноса
строки 4.
В
настоящее время промышленностью
выпускаются ФЭП на ПЗС для видимой,
инфракрасной и других частей спектра
электромагнитного излучения. Ф ЭП на
ПЗС обладают большой разрешающей
способностью, малой инерционностью и
высокой чувствительностью.
Соседние файлы в папке Основы телевидения
С чем ее едят
В этой статье я хочу представить свой опыт по использованию линейного ПЗС-фотоприемника. Такая ПЗС-линейка может быть использована в проекте самодельного спектрометра, считывателя штрих-кодов, датчика положения или отклонения лазерного луча, сканера для фото- или кинопленки и много где еще. В моем случае это был лазерный сканер, описывать который в сети мне не позволяет сфера его применения. Что такое прибор с зарядовой свзью
Чаще всего, когда говорят о ПЗС, имеют в виду различные фотоприемники. Реже — это устройства памяти: регистры сдвига, линии задержки. По своей сути это устройство, чем-то напоминающее память на цилиндрических магнитных доменах, только на кремнии — с помощью создаваемой системой электродов бегущей волны электрического поля по полупроводнику перемещаются сгустки носителей заряда, каким-либо образом образовавшиеся в нем ранее. Таким образом, мы получаем регистр сдвига, имеющий предельно простую структуру и способный запоминать не только последовательность цифровых единиц и нулей, но и аналоговый сигнал.
В ПЗС-приемниках изображения используется как раз вот эта способность данной структуры — последовательно выводить один за другим заряды, накопленные под каждым из пикселов структуры. Кроме того, та же система затворов, что используется для перемещения зарядов, во время экспонирования создает потенциальные ямы, в которых эти заряды накапливаются (либо эти ямы создаются в процессе формирования структуры — подобно встроенному и индуцированному каналам МОП-транзистора). Более сложные структуры включают в себя резистивный затвор, вдоль которого формируется плавный потенциальный склон (так устроены ПЗС-линейки Hamamatsu S11155)., а также разделение зон накопления и переноса зарядов — накопленные заряды всей строки сначала переносятся в буферную строку, а затем уже последовательно выдвигаются на выход вдоль последней.
Простота внутренней структуры выливается в сложность управления ею. Даже простейший вариант ПЗС-линейки требует генерировать двух-или трехфазный сигнал сложной формы с различными уровнями напряжения с крутыми фронтами (при высокой входной емкости, составляющей 1000 и более пФ), сдвинутыми друг относительно друга. Линейки типа Hamamatsu S11155 требуют аж восьми разных сигналов с различными уровнями напряжений высокого и низкого уровня по обе стороны нуля.
К счастью, некоторые фирмы (например, Sony) выпускали линейки, в которых вся эта сложность формируется прямо на кристалле. И для их работы нужно сформировать всего два сигнала: открывающий электронный затвор на время экспозиции, и тактовый. В нашей конструкции именно такая линейка ILX554: ее (как правило, б/у, но вполне работоспособную) несложно приобрести у китайцев на Aliexpress.
Заглянем в даташит
И видим, что из 22 выводов корпуса задействованы лишь 6. Это питание +5В, входные сигналы ROG и CLK, выходной сигнал Vout, вход выбора режима SHSW и земля. И это все.
ROG — это управление электронным затвором (и запуском переноса заряда с фоточувствительной строки на непосредственно сдвиговый регистр). У него активный уровень — нулевой. Чтобы проэкспонировать матрицу, его надо прижать к нулю и подержать, сколько надо — от 5 мкс до нескольких секунд. А потом, отпустив, подождать не меньше 3 мкс (за это время отрабатывает схема переноса заряда). Все это время на входе CLK мы держим высокий уровень. А затем можно считывать линейку, подавая на вход CLK меандр частотой от нескольких десятков килогерц до 2 МГц. При этом при каждом перепаде с единицы в ноль очередной пиксел будет выталкиваться на выход. Таких пикселов в линейке 2088 штук, из них рабочих, светочувствительных — 2048 (реально — на несколько штук больше, но крайние пикселы частично затенены). Даташит рекомендует подавать на матрицу не менее 2090 импульсов CLK для корректной работы.
А как он будет выталкиваться, зависит от того, что на входе SHSW. Если на нем — логическая единица, то на выходе будет получаться довольно замысловатый сигнал:
Причем при переходе CLK из нуля в единицу происходит сброс, а из единицы в ноль — выдача полезного сигнала.
А при нуле на входе SHSW включается встроенная схема выборки-хранения, которая упрощает этот сигнал до простого ступенчатого видеосигнала, где с каждым новым переходом CLK в ноль просто появляется уровень сигнала очередного пиксела и удерживается в течение всего периода сигнала CLK.
Полезный диапазон выходного сигнала идет от некоего темнового уровня, который по данным даташита составляет 2,85 В, а в реальности он может быть различным (в моей линейке — около 3 В), а при насыщении уровень выходного сигнала падает до 1,5-2 В.
В общем-то и все, что нам нужно про эту линейку знать.
Она проста и очевидна. Сигналы CLK и ROG мы генерируем программно с помощью МК, а триггеры Шмитта на входе — простейший способ перейти от 3,3 В к 5 В. Дело в том, что по этим входам в линейке нет никаких буферов, и для корректной работы внутренних схем матрицы нужно подать на них меандр с полным размахом от нуля до пяти вольт и хорошей крутизной фронтов. Указанные на схеме NC7SZ14M5X — очень удобные одиночные инвертирующие триггеры Шмитта с крутыми фронтами и повышенной нагрузочной способностью, и я их часто использую в своих проектах.
С помощью DA1 уровень видеосигнала с линейки «разгоняется» до диапазона, в котором работает АЦП, одновременно убирается «подставка» величиной примерно 1,5 В, соответствующая уровню насыщения. Так как у разных экземпляров ПЗС-линеек достаточно сильно разнятся размах сигнала и величина «подставки», сопротивления R1 и R3 следует подобрать, «уложив» выходной сигнал в необходимый диапазон. При этом нужно учесть, что от сопротивления R1 зависит не только смещение, но и усиление, поэтому сначала нужно подбирать его.
L1 и L2 — ферритовые бусины или маленькие дроссели на 1-2 мкГ типоразмера 0805 или 0603. Резисторы и конденсаторы применены того же типоразмера. Схема собрана на двусторонней плате поверхностным монтажом. Разводку платы не привожу, так как у меня на ней еще много чего.
Программная реализация на МК
Задачей МК является формирование сигнала ROG высокого уровня (не забываем про инверторы!) нужной длительности, затем — небольшой (3-10 мкс) паузы, а после нее — последовательности из 2090 импульсов высокого уровня, разделенных равными им по длительности паузами. Во время этих импульсов (или пауз) через некоторое время после фронта значение освещенности пиксела снимается с помощью набортного или внешнего АЦП. После считывания кадра нужно также сделать паузу до нового импульса ROG — те же 3-10 мкс. После включения питания и, как выяснилось, после долгого (больше 100 мс) неиспользования линейки ее нужно «прочистить», подав вхолостую стандартную серию импульсов на CLK пару-тройку раз.
На STM32 это все разумно сделать на прерывании от таймера. Настроив таймер на генерацию прерываний частотой, соответствующей удвоенной частоте пикселов, мы каждое срабатывание таймера попадаем в прерывание, где попеременно выводим в порт ноль или единицу, и когда выводим ноль, после этого считываем показания с АЦП. И отсчитав 2090 циклов, мы останавливаем таймер. Чтобы считать очередной кадр, нужно сбросить счетчик циклов в ноль, запустить таймер и ждать, пока не считается все.
Примерно вот так, как приведено в данных фрагментах кода.
И вот результат
Результат неплохой. Несмотря на то, что встроенный АЦП не блещет характеристиками, его шумовые характеристики вполне соответствуют шуму ПЗС-линейки. Размах шумовой дорожки темнового сигнала при времени накопления около 1 мс оказывается равен ~ 3-4 уровням квантования и при использовании внешнего 14-разрядного АЦП с прекрасными характеристиками результаты получаются лишь немногим лучше. С ростом же освещенности шумы растут по простой причине: количество фотоэлектронов в каждом из пикселов не так велико (по моим расчетам — около 30 тысяч при насыщении). У лучших приборов эта величина достигает 200 тысяч.
На графике ниже — пример зарегистрированного линейкой «изображения», на котором на фоне освещенной стены стоит темный стенд, на котором закреплен стеклянный полый шарик диаметром 1 см, залитый внутри черным раствором. Пик — это отражение от внешней поверхности этого шарика. Шум на светлых участках — это структура самой стены, усиленная спеклами от лазера, от кадра к кадру он остается неподвижным. Реальный шум линейки значительно меньше.
Другие похожие линейки
Совершенно аналогично работают и некоторые другие 2048-пиксельные черно-белые ПЗС-линейки фирмы SONY — ILX511, ILX551 (у последней отличается цоколевка и ей требуется два напряжения питания — 5 и 9 В), отличающиеся поперечным размером пиксела (от 14 до 200 мкм) и спектральной чувствительностью (ILX554A красно- и ИК-чувствительная, аналогичная с индексом B имеет пониженную чувствительность в ИК области и приближена по чувствительности к глазу, а ILX511B более синечувствительная). Разные у них и динамические характеристики: у ILX551B динамический диапазон за счет малых размеров пиксела достигает 6000 (наша линейка достигает такого ДД при коротких выдержках около 10 мкс).
* * *
В данной статье рассмотрено подключение едва ли не самой простой в использовании ПЗС-линейки. Простота эта обусловлена тем, что вся сложность спрятана у нее под капотом. Если бы не встроенные драйвера, пришлось бы формировать множество разноуровневых сигналов.
К сожалению, по современным меркам, такие ПЗС-линейки со встроенными драйверами имеют не самые лучшие характеристики. Так, у данной линейки динамический диапазон, определенный, как соотношение сигнала насыщения к темновому сигналу, составляет 333:1, а определяемый, как отношение сигнала насыщения к минимальному обнаружимому на фоне шума сигналу — около 1000:1. Но такие приборы не только сложны в использовании, но часто и труднодоступны (та же Hamamatsu требует при покупке ее ПЗС-линеек и других фотоприемников сложных бюрократических формальностей в связи с двойным назначением этих изделий). Вместе с тем, далеко не всегда требуются столь высокие характеристики, и для многих целей параметры данных приборов вполне приемлемы.
Время на прочтение
Линейка ПЗС — это
микросхема на подложке которой
сформированы ячейки ПЗС, которые
преобразуют энергию света в электрические
заряды, называемые пакетами электронов.
Величина этого пакета пропорциональна
силе отраженного от элемента строки
светового потока. Зарядовые пакеты
переносятся в доль линейки ПЗС в выходное
устройство, где происходит преобразование
пакетов в импульсы видеосигнала.
Каждая ячейка
имеет три электрода: на первый и третий
подается напряжение хранения, а на
второй напряжение хранения. При подаче
напряжения хранения на второй электрод,
создается электрическое поле и создается
электронно-дырочный переход. При этом
все основные носители оттесняются в
глубь полупроводника. Около проводника
создается обедненный слой, который
называется потенциальная яма. При
освещении ячейки возникают
электронно-дырочные пары. При этом
электроны притягиваются в потенциальную
яму и образуют зарядовый пакет, величина
которого зависит от интенсивности
светового луча и времени засветки.(рис.2)
В следующий момент
времени на третий электрод подается
напряжение считывания, которое по
величине больше напряжения хранения.
У этого электрода создается большая
потенциальная яма и барьер между вторым
и третьим электродами исчезает. Зарядовый
пакет перетекает в более глубокую
яму.(рис.3) Затем напряжение считывания
уменьшают до напряжения хранения, а
напряжение с электрода 2 снимается.
Таким образом зарядовый пакет перемещается
в доль всей линейки на выход.(рис.4)
Принцип термографического способа печати.
Этот способ печати
практикуется в факсимильных аппаратах
в синтезирующих устройствах открытого
типа. При этом используется термобумага,
которая пропитана специальным химическим
слоем, способным изменять свой цвет при
нагревании. Применение этой бумаги для
документирования сообщений позволяет
упростить синтезирующее устройство и
повысить надежность и быстродействие.
Недостатком является то, что она дорогая,
хуже качество изображения, ограниченный
срок хранения документов, который
зависит от условий хранения и не превышает
нескольких лет.
Термографическая
запись может быть последовательная или
параллельная. При последовательном
способе используется электромеханическая
записывающая головка. Стержень
закрепленный на мембране нагревается
до температуры 100 – 150 градусов и
прижимается к термобумаге. При этом на
ней появляется точка. Для повышения
скорости записи изображения применяется
термопечатающая линейка. Она содержит
нагреваемые электрическим током точечные
элементы, число которых равно числу
элементов в строке. Она прижимается к
продвигаемой мимо нее термобумаге и
нагревает ее отдельные участки, что
вызывает их потемнение. Развертка
изображения по строке осуществляется
электронной схемой, переключающей
элементы линейки. В результате на бумаге
синтезируется факсимильное изображение.
Недостатком термопечатающей линейки
является сложность ее изготовления и
невысокая надежность.
Методы сжатия при передачи факсимильных сообщений.
Соседние файлы в папке тси на Kot_434_
ПЗС-матрица для ультрафиолетового и видимого диапазонов
ПЗС-ма́трица (сокр. от «прибор с зарядовой связью»), или CCD-ма́трица (сокр. от англ. , charge-coupled device) — специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию ПЗС — приборов с зарядовой связью.
ПЗС-матрицы выпускались и активно использовались компаниями Nikon, Canon, Sony, Fujitsu, Kodak, Panasonic, Philips и многими другими. В России ПЗС-матрицы сегодня разрабатывают и выпускают: ОАО «ЦНИИ „Электрон“» (г. Санкт-Петербург) и его дочернее предприятие АО «НПП „Элар“» (г. Санкт-Петербург,) а также ОАО «НПП „Пульсар“» (г. Москва).
Основная статья: ПЗС
Прибор с зарядовой связью был изобретён в 1969 году Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в Лабораториях Белла (AT&T Bell Labs). Лаборатории работали над видеотелефонией и развитием «полупроводниковой пузырьковой памяти». Приборы с зарядовой связью начали свою жизнь как устройства памяти, в которых можно было только поместить заряд во входной регистр устройства. Однако способность элемента памяти устройства получить заряд благодаря фотоэлектрическому эффекту сделала данное применение ПЗС устройств основным.
В 1970 году исследователи Bell Labs научились снимать изображения с помощью простых линейных устройств.
Впоследствии под руководством Кадзуо Ивамы компания Sony стала активно заниматься ПЗС, вложив в это крупные средства, и сумела наладить массовое производство ПЗС для своих видеокамер.
Ивама умер в августе 1982 года. Микросхема ПЗС была установлена на его надгробной плите для увековечения его вклада.
В 2009 году эти создатели ПЗС-матрицы были награждены Нобелевской премией по физике.
Общее устройство и принцип работы
ПЗС-матрица состоит из поликремния, отделённого от кремниевой подложки, у которой при подаче напряжения через поликремниевые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов.
До экспонирования — обычно подачей определённой комбинации напряжений на электроды — происходит сброс всех ранее образовавшихся зарядов и приведение всех элементов в идентичное состояние.
Далее комбинация напряжений на электродах создаёт потенциальную яму, в которой могут накапливаться электроны, образовавшиеся в данном пикселе матрицы в результате воздействия света при экспонировании. Чем интенсивнее световой поток во время экспозиции, тем больше накапливается электронов в потенциальной яме, соответственно, тем выше итоговый заряд данного пиксела.
После экспонирования последовательные изменения напряжения на электродах формируют в каждом пикселе и рядом с ним распределение потенциалов, которое приводит к перетеканию заряда в заданном направлении, к выходным элементам матрицы.
Пример субпиксела ПЗС-матрицы с карманом n-типа
Архитектура пикселов у производителей разная.
Схема субпикселов ПЗС-матрицы с карманом n-типа (на примере красного фотодетектора)
