Ip11

=ε0?(σ?ε)Ik 11

=0.98?(4?0.95)

6

?2.34?10

阳极电流：Ip=M?Ik=936 μA

倍增系统的放大倍数:M=

（c）

RfVo??Vo'RL?V'??RRV??(?I)R?

3.31某光电倍增管的阳极光电灵敏度为10A/lm，为什么还要限制其阳极输出电流小于f50~100μA范围内？问其阴极面上最大允许的光通量为多少流明？

oopL 因为阳极电流过大会加速光电倍增管的疲劳与老化。

L

f3.32某GDB的阳极积分灵敏度为10A/lm，Sk=20μA/lm，倍增极有11级。若各级的电子收集效率为1，问各倍增极的平均倍增系数为多少？

3.33现有GDB-423型光电倍增管的光电阴极面积为2cm2，阴极灵敏度Sk为25μA/lm，倍

RfRL?IpR200mv?R??214?936?A增系统的放大倍数为10~5，阳极额定电流为20μA，求允许的最大光照。

4.1简述PbO视像管的基本结构和工作过程。

光学图像投射到光电阴极上，产生相应的光电子发射，在加速电场和聚焦线圈所产生的磁场 共同作用下打到靶上，在靶的扫描面形成与图像对应的电位分布最后，通过电子束扫描把电 位图像读出，形成视频信号，

4.2摄像器件的参量——极限分辨率、调制传递函数和惰性是如何定义的？

分辨率表示能够分辨图像中明暗细节的能力。极限分辨率和调制传递函数（MTF） 极限分辨率：人眼能分辨的最细条数。用在图像（光栅）范围内所能分辨的等宽度黑白线条数表示。也用线对/mm表示。

MTF：能客观地表示器件对不同空间频率目标的传递能力。

惰性：指输出信号的变化相对于光照度的变化有一定的滞后。原因：靶面光电导张弛过程和

电容电荷释放惰性。

4.3以双列两相表面沟道CCD为例，简述CCD电荷产生、存储、转移、输出的基本原理。

以表面沟道CCD为例，简述CCD电荷存储、转移、输出的基本原理。CCD的输出信号有什么特点？

答：构成CCD的基本单元是MOS(金属-氧化物-半导体)电容器。正如其它电容器一样，MOS电容器能够存储电荷。如果MOS结构中的半导体是P型硅，当在金属电极（称为栅）上加一个正的阶梯电压时（衬底接地），Si-SiO2界面处的电势（称为表面势或界面势）发生相应变化，附近的P型硅中多数载流子——空穴被排斥，形成所谓耗尽层，如果栅电压VG超过MOS晶体管的开启电压，则在Si-SiO2界面处形成深度耗尽状态，由于电子在那里的势能较低，我们可以形象化地说：半导体表面形成了电子的势阱，可以用来存储电子。当表面存在势阱时，如果有信号电子（电荷）来到势阱及其邻近，它们便可以聚集在表面。随着电子来到势阱中，表面势将降低，耗尽层将减薄，我们把这个过程描述为电子逐渐填充势阱。势阱中能够容纳多少个电子，取决于势阱的“深浅”，即表面势的大小，而表面势又随栅电压变化，栅电压越大，势阱越深。如果没有外来的信号电荷。耗尽层及其邻近区域在一定温度下产生的电子将逐渐填满势阱，这种热产生的少数载流子电流叫作暗电流，以有别于光照下产生的载流子。因此，电荷耦合器件必须工作在瞬态和深度耗尽状态，才能存储电荷。

以典型的三相CCD为例说明CCD电荷转移的基本原理。三相CCD是由每三个栅为一组的间隔紧密的MOS结构组成的阵列。每相隔两个栅的栅电极连接到同一驱动信号上，亦称时钟脉冲。三相时钟脉冲的波形如下图所示。在t1时刻，φ1高电位，φ2、φ3低电位。此时φ1电极下的表面势最大，势阱最深。假设此时已有信号电荷（电子）注入，则电荷就被存储在φ1电极下的势阱中。t2时刻，φ1、φ2为高电位，φ3为低电位，则φ1、φ2下的两个势阱的空阱深度相同，但因φ1下面存储有电荷，则φ1势阱的实际深度比φ2电极下面的势阱浅，φ1下面的电荷将向φ2下转移，直到两个势阱中具有同样多的电荷。t3时刻，φ2仍为高电位，φ3仍为低电位，而φ1由高到低转变。此时φ1下的势阱逐渐变浅，使φ1下的剩余电荷继续向φ2下的势阱中转移。t4时刻，φ2为高电位，φ1、φ3为低电位，φ2下面的势阱最深，信号电荷都被转移到φ2下面的势阱中，这与t1时刻的情况相似，但电荷包向右移动了一个电极的位置。当经过一个时钟周期T后，电荷包将向右转移三个电极位置，即一个栅周期（也称一位）。因此，时钟的周期变化，就可使CCD中的电荷包在电极下被转移到输出端，其工作过程从效果上看类似于数字电路中的移位寄存器。

φφφ123φφ1t1t2t3t42t1t2t3t4φ3

电荷输出结构有多种形式，如“电流输出”结构、“浮置扩散输出”结构及“浮置栅输出”结构。其中“浮置扩散输出”结构应用最广泛，。输出结构包括输出栅OG、浮置扩散区FD、复位栅R、复位漏RD以及输出场效应管T等。所谓“浮置扩散”是指在P型硅衬底表面用V族杂质扩散形成小块的n+区域，当扩散区不被偏置，即处于浮置状态工作时，称作“浮置扩散区”。

电荷包的输出过程如下：VOG为一定值的正电压，在OG电极下形成耗尽层，使φ3与FD之间建立导电沟道。在φ3为高电位期间，电荷包存储在φ3电极下面。随后复位栅R加正复位脉冲φR，使FD区与RD区沟通，因 VRD为正十几伏的直流偏置电压，则 FD区的电荷被RD区抽走。复位正脉冲过去后FD区与RD区呈夹断状态，FD区具有一定的浮置电位。之后，φ3转变为低电位，φ3下面的电荷包通过OG下的沟道转移到FD区。此时FD区（即A点）的电位变化量为：

?VA?QFD C式中，QFD是信号电荷包的大小，C是与FD区有关的总电容（包括输出管T的输入电容、分布电容等）。

φ3φRφt1t2t3t4t53t1t2t3t4t5φR

CCD输出信号的特点是：信号电压是在浮置电平基础上的负电压；每个电荷包的输出占有一定的时间长度T。；在输出信号中叠加有复位期间的高电平脉冲。据此特点，对CCD的输出信号进行处理时，较多地采用了取样技术，以去除浮置电平、复位高脉冲及抑制噪声。

4.4 CCD驱动脉冲工作频率的上、下限受哪些条件限制，应该如何估算？

4.5双列两相CCD驱动脉冲φ1、φ2、SH、RS起什么作用？它们之间的位相关系如何？为什么？

?1、?2：驱动脉冲1、驱动脉冲2，将模拟寄存器中的信号电荷定向转移到输出端形

成序列脉冲输出。 SH：转移栅控制光生电荷向CCDA或CCDB转移。

RS：复位脉冲，使复位场效应管导通，将剩余信号电荷卸放掉，以保证新的信号电荷接收。