CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合器件)是利用光電效應(yīng)與電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到電信號(hào)轉(zhuǎn)換的核心器件。其工作流程為：光敏二極管陣列捕獲光子→光電效應(yīng)生成電子-空穴對(duì)→MOS電容勢(shì)阱存儲(chǔ)電荷→時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)電荷逐單元轉(zhuǎn)移→輸出放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)→模數(shù)轉(zhuǎn)換生成數(shù)字圖像。

對(duì)比CMOS的核心優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用領(lǐng)域

盡管如今多數(shù)民用場(chǎng)景被 CMOS 替代，但在對(duì)畫質(zhì)、靈敏度、噪聲要求嚴(yán)苛的專業(yè)領(lǐng)域仍具不可替代性：

科學(xué)研究：天文望遠(yuǎn)鏡成像、粒子物理探測(cè)器、光譜分析設(shè)備;

醫(yī)療領(lǐng)域：X 射線成像設(shè)備、熒光顯微鏡、乳腺攝影機(jī);

工業(yè)檢測(cè)：高精度機(jī)器視覺(如半導(dǎo)體晶圓缺陷檢測(cè)、汽車零部件尺寸測(cè)量);

航天軍工：衛(wèi)星遙感相機(jī)、紅外夜視設(shè)備、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)。

CCD傳感器電路結(jié)構(gòu)圖

CCD 傳感器靜電防護(hù)方案

CCD 傳感器在高精度工業(yè)視覺、航天設(shè)備等場(chǎng)景中，靜電浪涌主要通過以下路徑入侵：電源端口：工業(yè)電源(如 24V)易受雷擊感應(yīng)浪涌;數(shù)據(jù)接口：高速圖像傳輸接口(如 Camera Link、LVDS);觸發(fā)信號(hào)線：外部控制信號(hào)輸入端口。

1、輸入電源防護(hù)

24V 工業(yè)電源需兼顧浪涌與過流保護(hù)：

浪涌防護(hù)：推薦 TVS 器件 LM1K24CA(封裝 SMB，VC=35V，殘壓低)，保護(hù)水平達(dá) 2KV;過流防護(hù)：SMD1812 系列 PTC(6-60V，0.1-3.5A)，響應(yīng)速度快，可重復(fù)使用;反極性保護(hù)：肖特基二極管 SK56C(60V/5A)，降低電源接反時(shí)的損壞風(fēng)險(xiǎn)。

2、高速數(shù)據(jù)接口防護(hù)

Camera Link接口(傳輸速率最高 2.38Gbps)：ESD 防護(hù)：采用 ULC3304P10LV ESD 陣列(寄生電容 < 0.5pF)，滿足 IEC61000-4-2 等級(jí) 4(接觸放電 8kV，空氣放電 15kV)，保證高頻信號(hào)完整性;共模干擾抑制：串聯(lián)共模扼流圈，減少數(shù)據(jù)線串?dāng)_。

LVDS接口提供655Mbit/s的傳輸速度，本方案采用集成器件防護(hù),寄生電容<1pf, 保證信號(hào)完整性，滿足IEC61000-4-2，等級(jí)4，接觸放電8kV，空氣放電15kV。

3、電源軌靜電防護(hù)

CCD 傳感器通常需多組電源軌：

模擬電源(3.3V)：ESD0321CW(DFN0603 封裝，30pF 電容，21A 泄放電流);

數(shù)字電源(1.8V/1.2V)：ESD1821C(DFN0603，25pF，18A)，降低電源紋波與靜電干擾。

雷卯電子(Leiditech)致力于成為電磁兼容解決方案和元器件供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)品牌，供應(yīng)ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、電感等產(chǎn)品。雷卯擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，能夠根據(jù)客戶需求提供個(gè)性化定制服務(wù)，為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的解決方案。