Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu maddedeki bilgilerin için ek kaynaklar gerekli. (Aralık 2018) () |
Yük bağlaşımlı cihaz (CCD) (İngilizce; Charge Coupled Device) veya CCD sensörü, bir dizi bağlantılı veya birleştirilmiş kapasitör içeren bir entegre devre'dir. Harici bir devrenin kontrolü altında, her kapasitör elektrik yükünü komşu bir kapasitöre aktarabilir. CCD sensörleri, dijital görüntülemede kullanılan önemli bir teknolojidir.
Bir CCD'de görüntü sensörü, piksel'ler p katkılı metal–oksit–yarı iletken (MOS) kondansatörleri ile temsil edilir. Bir CCD'nin temel yapı taşları olan bu MOS kondansatör'ler, görüntü alımı başladığında ters çevirme eşiğinin üzerinde etki altında bırakılır ve gelen foton'ların yarıiletken-oksit arayüzde elektron yüklerine dönüştürülmesine izin verir; CCD daha sonra bu yükleri okumak için kullanılır.
CCD'ler ışık algılamaya imkan veren tek teknoloji olmasa da, CCD görüntü sensörleri, yüksek kaliteli görüntü verilerinin gerekli olduğu profesyonel, tıbbi ve bilimsel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tüketici ve profesyonel dijital kameralar gibi daha az kalite talepleri olan uygulamalarda genellikle CMOS sensörler (tamamlayıcı MOS sensörleri) olarak da bilinen aktif piksel sensörü'ler kullanılır. Ancak CCD'lerin erken dönemde sahip olduğu büyük kalite avantajı zamanla azaldı ve 2010'ların sonlarından bu yana CMOS sensörleri, CCD görüntü sensörlerinin yerini büyük ölçüde veya tamamen değiştirmiş olan baskın teknolojidir.
Dijital fotoğraf makineleri ve video kameralarda ışığa duyarlı yüzey olarak iş görür. Bir tabakanın üstüne dizilmiş ışığa duyarlı foto diyotlardan oluşur. Bunlar, düşen ışığı elektrik gerilimine çevirir. Ne kadar aydınlık olursa ışık hücresinde (fotosel) biriken gerilim de o kadar yüksek olur. Matriks gerilim, bir analog-dijital çevirici (ADC) ve işlemci vasıtası ile resme çevrilir.
CCD algılayıcı teknolojisi, CMOS teknolojisinden daha eskidir. CMOS teknolojisi, daha az enerji tükettiği ve daha ucuz olduğu için pek çok fotoğraf makinesi üreticisi, özellikle orta format makine üreticileri tarafından tercih edilir. CCD sensörlerin ise yüksek kalite olanları PhaseOne, Hasselblad, Leica, Mamiya gibi Büyük Format fotoğraf makinesi üreticileri tarafından tercih edilir. Bunun sebebi CMOS sensörün büyük formatlar için yetersiz oluşudur.
CCD sensörler, CMOS sensörlere göre daha iyi ışık alır, buna karşılık çok aydınlık veya doğrudan objektife ışık giren ortamlarda zaaf gösterirler. CCD sensörler profesyonel çekimler için, CMOS sensörler ise aktüel çekimler ve meraklılar için daha uygundur.
İşlemin temelleri
Görüntüleri yakalamak için bir CCD'de, fotoaktif bir bölge (epitaksiyel silikon tabakası) ve bir kaydırma yazmaç’dan (CCD, doğrusu) yapılmış bir iletim bölgesi vardır.
Görüntü bir mercek aracılığıyla kapasitör dizisine (fotoaktif bölge) yansıtılır ve her kapasitörün o konumdaki ışık yoğunluğuyla orantılı bir elektrik yükü biriktirmesine neden olur.
Çizgi tarama kameralarında kullanılan tek boyutlu dizi, görüntünün tek dilimini yakalarken, video ve hareketsiz kameralarda kullanılan iki boyutlu dizi, sensörün odak düzlemine yansıtılan görüntüye karşılık gelen iki boyutlu resmi yakalar. Dizi görüntüye maruz kaldığında, bir kontrol devresi her kapasitörün içeriğini komşusuna (kaydırma yazmaç (ing: shift register) olarak çalışarak) aktarmasına neden olur. Dizideki son kapasitör, yükünü bir yük amplifikatörüne boşaltır, bu ise yükü voltaja dönüştürür. Bu işlemi tekrarlayarak, kontrol devresi yarı iletkendeki dizinin tüm içeriğini bir dizi voltaja dönüştürür. Sayısal bir cihazda, bu voltajlar daha sonra örneklenir, sayısallaştırılır ve genellikle bellekte saklanır; bir analog cihazda (analog video kamera gibi), voltajlar sürekli bir analog sinyale işlenir (örneğin, şarj yükselticisinin çıkışını alçak-geçişli bir filtreye besleyerek), bu daha sonra işlenir ve iletim, kayıt veya diğer işlemler için diğer devrelere verilir.
Ayrıntılı operasyon fiziği
Şarj üretimi
MOS kapasitörleri ışığa maruz bırakılmadan önce tükenme bölgesine doğru taraflandırılırlar; n-kanallı CCD'lerde, beys kapısının altındaki silisyum hafifçe p-katkılı veya içseldir. Kapı daha sonra güçlü ters çevirme eşiğinin üzerinde pozitif bir potansiyele saptırılır ve bu sonuçta MOSFET'te olduğu gibi kapının altında bir n kanalın oluşmasıyla sonuçlanır. Ancak bu termal dengeye ulaşmak zaman alır: Düşük sıcaklıkta soğutulan üst düzey bilimsel kameralarda saatlere kadar.. Başlangıçta kutuplamanın ardından delikler alt tabakanın içine doğru itilir ve yüzeyde veya yüzeye yakın hiçbir hareketli elektron yoktur; CCD bu nedenle derin tükenme adı verilen denge dışı bir durumda çalışır. Daha sonra tükenme bölgesinde elektron-delik çiftleri oluştuğunda, bunlar elektrik alanı tarafından ayrılır, elektronlar yüzeye doğru hareket eder ve delikler altlığa doğru hareket eder. Dört çift oluşturma süreci tanımlanabilir:
- fotoğraf üretimi (%95'e kadar kuantum verimliliği),
- Tükenme bölgesindeki üretim,
- yüzeyde üretim ve
- Nötr kütlede üretim.
Son üç süreç, karanlık akım üretimi olarak bilinir ve görüntüye gürültü katar; toplam kullanılabilir entegrasyon süresini sınırlayabilirler. Elektronların yüzeyde veya yüzeye yakın birikmesi, görüntü entegrasyonu tamamlanana ve yük aktarılmaya başlayana veya termal dengeye ulaşılana kadar devam edebilir. Bu durumda kuyunun dolduğu söylenir. Her bir kuyucuğun maksimum kapasitesi, kuyu derinliği olarak bilinir, tipik olarak piksel başına yaklaşık 105 elektrondur. CCD'ler normalde iyonlaştırıcı radyasyona ve CCD çıkışında gürültüye neden olan enerjik parçacıklara karşı hassastır ve CCD kullanan uydularda bu durumun dikkate alınması gerekir.
Kaynakça
- ^ ; Lee, Ming-Kwei (Mayıs 2012). "MOS Capacitor and MOSFET". Semiconductor Devices: Physics and Technology. . ISBN . Erişim tarihi: 6 Ekim 2019.
- ^ (Şubat 1974). "Charge-Coupled Devices". Scientific American. 230 (2). 6 Kasım 2018 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 9 Nisan 2022.
- ^ For instance, the specsheet of PI/Acton's SPEC-10 camera 14 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde . specifies a dark current of 0.3 electron per pixel per hour at -110 °C (-166 °F).
- ^ a b ; Ng, Kwok K. (2007). Physics of semiconductor devices (3 bas.). John Wiley and Sons. ISBN . Kısım 13.6.
- ^ . Apogee Instruments. 29 Mart 2001. 5 Haziran 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ Auvergne, Michel; Ecoffet, Robert; Bardoux, Alain; Gilard, Olivier; Penquer, Antoine (2017). "Radiation effects on image sensors". Cugny, Bruno; Karafolas, Nikos; Armandillo, Errico (Ed.). International Conference on Space Optics — ICSO 2012. SPIE Digital Library. s. 12. doi:10.1117/12.2309026. ISBN . 21 Mart 2022 tarihinde kaynağından .
- ^ Marshall, Cheryl J.; Marshall, Paul W. (6 Ekim 2003). "CCD Radiation Effects and Test Issues for Satellite Designers (Review Draft 1.0)" (PDF). NASA/GSFC Radiation Effects & Analysis. 14 Şubat 2024 tarihinde kaynağından (PDF).
 | Elektronik ile ilgili bu madde seviyesindedir. Madde içeriğini genişleterek Vikipedi'ye katkı sağlayabilirsiniz. |
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu maddedeki bilgilerin dogrulanabilmesi icin ek kaynaklar gerekli Lutfen guvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin gelistirilmesine yardimci olun Kaynaksiz icerik itiraz konusu olabilir ve kaldirilabilir Kaynak ara Yuk baglasimli aygit haber gazete kitap akademik JSTOR Aralik 2018 Bu sablonun nasil ve ne zaman kaldirilmasi gerektigini ogrenin Yuk baglasimli cihaz CCD Ingilizce Charge Coupled Device veya CCD sensoru bir dizi baglantili veya birlestirilmis kapasitor iceren bir entegre devre dir Harici bir devrenin kontrolu altinda her kapasitor elektrik yukunu komsu bir kapasitore aktarabilir CCD sensorleri dijital goruntulemede kullanilan onemli bir teknolojidir Ultraviyole goruntuleme icin kullanilan kablolu bir pakette ozel olarak gelistirilmis bir CCD Bir CCD de goruntu sensoru piksel ler p katkili metal oksit yari iletken MOS kondansatorleri ile temsil edilir Bir CCD nin temel yapi taslari olan bu MOS kondansator ler goruntu alimi basladiginda ters cevirme esiginin uzerinde etki altinda birakilir ve gelen foton larin yariiletken oksit arayuzde elektron yuklerine donusturulmesine izin verir CCD daha sonra bu yukleri okumak icin kullanilir CCD ler isik algilamaya imkan veren tek teknoloji olmasa da CCD goruntu sensorleri yuksek kaliteli goruntu verilerinin gerekli oldugu profesyonel tibbi ve bilimsel uygulamalarda yaygin olarak kullanilmaktadir Tuketici ve profesyonel dijital kameralar gibi daha az kalite talepleri olan uygulamalarda genellikle CMOS sensorler tamamlayici MOS sensorleri olarak da bilinen aktif piksel sensoru ler kullanilir Ancak CCD lerin erken donemde sahip oldugu buyuk kalite avantaji zamanla azaldi ve 2010 larin sonlarindan bu yana CMOS sensorleri CCD goruntu sensorlerinin yerini buyuk olcude veya tamamen degistirmis olan baskin teknolojidir Dijital fotograf makineleri ve video kameralarda isiga duyarli yuzey olarak is gorur Bir tabakanin ustune dizilmis isiga duyarli foto diyotlardan olusur Bunlar dusen isigi elektrik gerilimine cevirir Ne kadar aydinlik olursa isik hucresinde fotosel biriken gerilim de o kadar yuksek olur Matriks gerilim bir analog dijital cevirici ADC ve islemci vasitasi ile resme cevrilir CCD algilayici teknolojisi CMOS teknolojisinden daha eskidir CMOS teknolojisi daha az enerji tukettigi ve daha ucuz oldugu icin pek cok fotograf makinesi ureticisi ozellikle orta format makine ureticileri tarafindan tercih edilir CCD sensorlerin ise yuksek kalite olanlari PhaseOne Hasselblad Leica Mamiya gibi Buyuk Format fotograf makinesi ureticileri tarafindan tercih edilir Bunun sebebi CMOS sensorun buyuk formatlar icin yetersiz olusudur CCD sensorler CMOS sensorlere gore daha iyi isik alir buna karsilik cok aydinlik veya dogrudan objektife isik giren ortamlarda zaaf gosterirler CCD sensorler profesyonel cekimler icin CMOS sensorler ise aktuel cekimler ve meraklilar icin daha uygundur Islemin temelleriYuk paketleri elektronlar mavi kapi elektrotlarina G pozitif voltaj uygulanarak olusturulan potansiyel kuyularda sari toplanir Kapi elektrotuna dogru sirayla pozitif voltaj uygulamak yuk paketlerini aktarir Goruntuleri yakalamak icin bir CCD de fotoaktif bir bolge epitaksiyel silikon tabakasi ve bir kaydirma yazmac dan CCD dogrusu yapilmis bir iletim bolgesi vardir Goruntu bir mercek araciligiyla kapasitor dizisine fotoaktif bolge yansitilir ve her kapasitorun o konumdaki isik yogunluguyla orantili bir elektrik yuku biriktirmesine neden olur Cizgi tarama kameralarinda kullanilan tek boyutlu dizi goruntunun tek dilimini yakalarken video ve hareketsiz kameralarda kullanilan iki boyutlu dizi sensorun odak duzlemine yansitilan goruntuye karsilik gelen iki boyutlu resmi yakalar Dizi goruntuye maruz kaldiginda bir kontrol devresi her kapasitorun icerigini komsusuna kaydirma yazmac ing shift register olarak calisarak aktarmasina neden olur Dizideki son kapasitor yukunu bir yuk amplifikatorune bosaltir bu ise yuku voltaja donusturur Bu islemi tekrarlayarak kontrol devresi yari iletkendeki dizinin tum icerigini bir dizi voltaja donusturur Sayisal bir cihazda bu voltajlar daha sonra orneklenir sayisallastirilir ve genellikle bellekte saklanir bir analog cihazda analog video kamera gibi voltajlar surekli bir analog sinyale islenir ornegin sarj yukselticisinin cikisini alcak gecisli bir filtreye besleyerek bu daha sonra islenir ve iletim kayit veya diger islemler icin diger devrelere verilir Ayrintili operasyon fizigiSony ICX493AQA 10 14 megapiksel APS C 23 4 15 6 mm dijital fotograf makinesinden CCD Sony a DSLR A200 veya DSLR A300 sensor tarafiSarj uretimi MOS kapasitorleri isiga maruz birakilmadan once tukenme bolgesine dogru taraflandirilirlar n kanalli CCD lerde beys kapisinin altindaki silisyum hafifce p katkili veya icseldir Kapi daha sonra guclu ters cevirme esiginin uzerinde pozitif bir potansiyele saptirilir ve bu sonucta MOSFET te oldugu gibi kapinin altinda bir n kanalin olusmasiyla sonuclanir Ancak bu termal dengeye ulasmak zaman alir Dusuk sicaklikta sogutulan ust duzey bilimsel kameralarda saatlere kadar Baslangicta kutuplamanin ardindan delikler alt tabakanin icine dogru itilir ve yuzeyde veya yuzeye yakin hicbir hareketli elektron yoktur CCD bu nedenle derin tukenme adi verilen denge disi bir durumda calisir Daha sonra tukenme bolgesinde elektron delik ciftleri olustugunda bunlar elektrik alani tarafindan ayrilir elektronlar yuzeye dogru hareket eder ve delikler altliga dogru hareket eder Dort cift olusturma sureci tanimlanabilir fotograf uretimi 95 e kadar kuantum verimliligi Tukenme bolgesindeki uretim yuzeyde uretim ve Notr kutlede uretim Son uc surec karanlik akim uretimi olarak bilinir ve goruntuye gurultu katar toplam kullanilabilir entegrasyon suresini sinirlayabilirler Elektronlarin yuzeyde veya yuzeye yakin birikmesi goruntu entegrasyonu tamamlanana ve yuk aktarilmaya baslayana veya termal dengeye ulasilana kadar devam edebilir Bu durumda kuyunun doldugu soylenir Her bir kuyucugun maksimum kapasitesi kuyu derinligi olarak bilinir tipik olarak piksel basina yaklasik 105 elektrondur CCD ler normalde iyonlastirici radyasyona ve CCD cikisinda gurultuye neden olan enerjik parcaciklara karsi hassastir ve CCD kullanan uydularda bu durumun dikkate alinmasi gerekir Kaynakca Lee Ming Kwei Mayis 2012 MOS Capacitor and MOSFET Semiconductor Devices Physics and Technology John Wiley amp Sons ISBN 9780470537947 Erisim tarihi 6 Ekim 2019 Subat 1974 Charge Coupled Devices Scientific American 230 2 6 Kasim 2018 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 9 Nisan 2022 For instance the specsheet of PI Acton s SPEC 10 camera 14 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde specifies a dark current of 0 3 electron per pixel per hour at 110 C 166 F a b Ng Kwok K 2007 Physics of semiconductor devices 3 bas John Wiley and Sons ISBN 978 0 471 14323 9 Kisim 13 6 Apogee Instruments 29 Mart 2001 5 Haziran 2002 tarihinde kaynagindan arsivlendi Auvergne Michel Ecoffet Robert Bardoux Alain Gilard Olivier Penquer Antoine 2017 Radiation effects on image sensors Cugny Bruno Karafolas Nikos Armandillo Errico Ed International Conference on Space Optics ICSO 2012 SPIE Digital Library s 12 doi 10 1117 12 2309026 ISBN 978 1 5106 1617 2 21 Mart 2022 tarihinde kaynagindan Marshall Cheryl J Marshall Paul W 6 Ekim 2003 CCD Radiation Effects and Test Issues for Satellite Designers Review Draft 1 0 PDF NASA GSFC Radiation Effects amp Analysis 14 Subat 2024 tarihinde kaynagindan PDF Elektronik ile ilgili bu madde taslak seviyesindedir Madde icerigini genisleterek Vikipedi ye katki saglayabilirsiniz