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Cámara CCD : principio

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Receptores con transferencia de carga (CCD)

El detector CCD, del inglés charge coupled device, se encarga de la conversión de una señal luminosa en una señal eléctrica. Esta técnica introducida en 1969 es utilizada en astronomía desde el final de los años 70, proporcionando detectores en los dominios visible, infrarrojo y UV cercano.
El funcionamiento de un detector CCD se puede resumir así:
  • Cada píxel de la matriz CCD corresponde a un elemento semiconductor dentro de un condensador eléctrico.
  • Un fotón incidente crea un fotoelectrón cuando da a un electrón del semiconductor la energía necesaria para pasar el umbral energético (gap).
  • Los fotoelectrones son guardados en el pozo de potencial (que no es más que un píxel correctamente polarizado).
  • La lectura de estos fotoelectrones es controlada por la polarización de los píxeles, determinada por transistores de efecto campo. Esta lectura ocurre, o bien directamente mientras un obturador tapa la objeto (la fuente de luz), o bien por transferencia de trama. En este caso, una mitad de la superficie del CCD se dedica a recibir la señal, mientras que la otra solamente ve los fotones durante su tránsito hacia el registro de lectura.

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Definición de los píxeles

Una cámara CCD está compuesta por líneas y columnas, definiendo los píxeles. El principio de lectura de una CCD lleva a definir los límites de las columnas gracias a un dopaje p grabado en el silicio. En cambio, los límites de las líneas están definidos gracias a una polarización controlada. Un píxel es así un pozo de potencial estático durante la adquisición de la señal, y después variable durante la lectura de la información.
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