camaras ccd compatible

Páginas: 9 (2201 palabras) Publicado: 31 de agosto de 2015
CAMARAS CCD 
Son  dispositivos  que tienen  implementada  la  tecnología  CCD (charge  coupled devices) que fue inventada en 
1970  por  Willard  Boyle  y  George  Smith  en  Bell  Laboratories, EE.UU. Estos  dispositivos  consisten  en  una 
matriz  de miles  (o millones)  de  las  células  sensibles  a  la  luz  o  píxeles que  son  capaces  de generar una carga  
eléctrica  proporcional  a la  cantidad  de  luz  que  reciben;  aplicaciones  como  esta  del  efecto  fotoeléctrico  en  el  
interior  de  materiales   semiconductores,  se   pueden  comprender  con  un  esquema  básico  de   generación  de  
portadores de carga (electrones y huecos) en el material debido a la absorción de fotones. 
Así  que  la absorción de un fotón por un material fotoconductor resulta en el paso de un electrón que estaba en 
la  banda  de  valencia  a  la  banda  de  conducción,  al  mismo  tiempo  que  se  genera  un  hueco  en  la  banda  de 
valencia  como  se  muestra  en  la  figura  1.  Cuando  se  aplique  un  campo  eléctrico al material los portadores de  
carga  fotogenerados  serán  transportados aumentando la corriente eléctrica  en el circuito, convirtiendo la señal óptica en una variable eléctrica.  
 
Figura 1​
. Fotogeneración de portadores de carga electrón­hueco en un semiconductor 
En  el  proceso  de  generación  de  portadores  los  fotones  incidentes  dan  lugar  a  un  par  electrón­hueco ya  que 
muchos  son  reflejados,  hay  recombinaciones  en  la   superficie  del  semiconductor  y   parte  de  ellos  no  serán 
absorbidos,  además  la longitud de onda de los fotones esta estrictamente relacionada con la energía de gap del 
semiconductor  que  se  use,  ya  que  el  fotón  debe proporcionar  por  lo menos  la  energía  necesaria  para  que  el 
electrón se desprenda de la banda de valencia y pase la banda prohibida. 

hv ​
= ​
E​
+ ​


g ​
  La  estructura  básica  de  un  CCD  se  puede  ver  como  una  superposición  de un  semiconductor con un tipo de 
dopaje  p  o  n superpuesto  un  dieléctrico  que  separa  a  un  electrodo  del  semiconductor como  se  muestra  en  la 
figura  2,  similar  a  la  estructura  de  un  capacitor;  el  dieléctrico  y  electrodo  deben  permitir  la  llegada  de luz al 
semiconductor.  Así  que  si  se  aplica una tensión positiva al electrodo  con respecto al semiconductor tipo p por 
ejemplo,  esa  tensión  de  polarización atrae  electrones  (portadores  minoritarios)  fotogenerados  hacia  el límite 
con  el  aislante  y  expulsa los  huecos, además los átomos de impureza de carga negativa no son neutralizados y 
están  presentes  en  mayor numero  que  los  minoritarios.  De  esta  manera en el semiconductor una región vacía 
de  mayoritarios  o zona  de  carga  espacial  del  mismo modo  que  una  unión  ​
pn en polarización  inversa. En esa 
zona  vacía  hay   un  campo  eléctrico  perpendicular   a  la  superficie   y  dirigido  hacia   el  volumen  del 
semiconductor,  siendo   así  la  única  región  que  soporta  un  campo.   Ahora  un  fotón  al  generar  un  par 
electrón­hueco,  si el electrón en  este caso puede alcanzar la zona de carga espacial o bien sea generado en esta 
será  arrastrado hasta  la  superficie  donde  queda retenido por el dieléctrico que no  le permite pasar al electrodo 
positivo, listos para ser transportados a circuito de lectura. 

p

Figura 2.​
 a) sección del dispositivo, b) perfil de distribución de carga, c) perfil de bandas 
de energía en el semiconductor. 
 
En  la  Figura  3  se  indica   que  un  sensor  CCD   típico  es  un  sándwich  de  capas  de semiconductores  que  se 
superponen  con una  red  de  compuertas  (o  electrodos)  que  controlan la transferencia de  cargas­señalas de los 
píxeles a los circuitos de lectura­salida.  
  
Figura 3.​
  Anatomía de un sensor CCD 
 
Para  transformas  las  cargas  fotogeneradas  en  un  CCD   en  una  señal eléctrica  se  deben  transportar  hasta  un 
dispositivos que ...
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