CCD

CCD, ang. Charge-Coupled Devices, przyrządy o sprzężeniu ładunkowym,

monolityczne układy scalone realizowane techniką MOS;

są najbardziej rozpowszechnionym rodzajem przyrządów z przenoszeniem ładunku (CTD, ang. Charge Transfer Devices lub Charge Transport Devices). Najprostszy przyrząd CCD składa się z wielu metalowych elektrod naparowanych na powierzchni warstwy dielektryka, osadzonej na jednorodnie domieszkowanym podłożu krzemowym. Działanie przyrządu CCD jest oparte na zasadzie magazynowania (w studniach potencjału) nośników mniejszościowych (dziury w półprzewodnikach typu n, elektrony w półprzewodnikach typu p), a następnie ich przemieszczania się w obszarze przypowierzchniowym półprzewodnika pod wpływem zmian napięcia odpowiednio przyłożonego do elektrod. Każda z elektrod, wraz z podłożem, stanowi kondensator MOS, będący podstawowym elementem magazynującym ładunek w przyrządzie CCD. Nośniki mniejszościowe wprowadzone do obszaru przypowierzchniowego półprzewodnika (np. w wyniku wstrzykiwania za pomocą odpowiednio uformowanego złącza p-n, znajdującego się na wejściu układu lub wytworzone pod wpływem padającego światła) gromadzą się pod elektrodą spolaryzowaną napięciem o największej (bezwzględnej) wartości. Odpowiednia zmiana napięcia elektrod powoduje przesuwanie nośników ładunku w obszarze przypowierzchniowym w kierunku elektrody wyjściowej, skąd następuje ich odbiór przez układ, w którym powstają sygnały elektryczne. Podstawowym parametrem charakteryzującym działanie CCD jest sprawność przenoszenia ładunku, określona jako stosunek ilości ładunku odbieranego na wyjściu układu do ilości ładunku wprowadzonego na wejście; zależy ona przede wszystkim od technologii wytwarzania przyrządu i jest duża w przypadku stosowania tzw. technologii wysokiej jakości. Przyrządy CCD są stosowane zarówno w układach cyfrowych (rejestry przesuwające, pamięci), jak i układach analogowych (linie opóźniające, filtry elektryczne, przetworniki wizyjne).