摘要：TC281是美國德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的1036×1010像素CCD圖像傳感器。本文介紹了它的主要特點、引腳功能和結(jié)構(gòu)原理,并給出了它的典型應(yīng)用電路。
關(guān)鍵詞：TC281 CCD 圖像傳感器 像素
1 概述
TC281是一種幀傳輸電荷耦合器件（CC）圖象傳感器,它具有高清晰度的圖像探測能力,可應(yīng)用于圖像處理,如機器人視覺、醫(yī)學(xué)X射線分析和計量學(xué)等。
它在水平和垂直方向上的圖像感測區(qū)域范圍均為8mm,對角線為11.3mm,傳感器圖像區(qū)域為8μm2像素。暗基準信號可從定位于圖像區(qū)域和存儲區(qū)域之間的10個暗其準行中獲得,有28個暗其準像素定位在每個水平行的左邊沿,另外8個暗基準像素定位在每個水平行的右邊沿。
TC281存儲器由1010行組成,每行有1036像素。該區(qū)域遠見卓識金屬層保護以避免光的照射。在傳感器圖像區(qū)域產(chǎn)生的光電荷能在110μs之內(nèi)將圖像傳輸?shù)酱鎯ζ鲄^(qū)域。在圖像捕獲完成（集參時間）并傳輸?shù)酱鎯ζ骱?便由后輸荷完成對圖像的讀出。讀出時,每次讀出一行并將其送入定位在存儲區(qū)域下面的串行寄存器。而串行寄存器包含1036個有效像素和9個虛擬像素。最大的串行寄存器數(shù)據(jù)率為每秒40兆像素。如果必須清除存儲區(qū)域內(nèi)所有電荷,則可使電荷快速通過串行寄存器,并傳輸?shù)轿挥诩拇嫫飨旅娴那宄O。
高效電荷容量檢測（BCD）節(jié)點把電荷從每個像素轉(zhuǎn)換為一個輸出電壓,并經(jīng)過一個低噪聲二級源極跟隨放大器進行放大,其目的是在送到輸出端之前進一步緩沖該電壓信號。這種傳感器很容易實現(xiàn)每秒30幀的讀出率。傳感器的霜保護是基于一個先進的橫向溢出漏極（ALOD）。當合適的直流偏置用于溢出漏極時,反霜功能被激活。這種保護能夠清除圖像區(qū)域的全部電荷。這一點的實現(xiàn)是靠提供至少1μs持續(xù)時間的單個10V脈沖信號到溢出漏極來完成的。
TC281圖像傳感器使用TI公司專用的先進虛擬階段（AVP）技術(shù)、橫向溢出漏極和BCD檢測節(jié)點。這些特征可給TI圖像檢測設(shè)備提供高藍色響應(yīng)、近IR高靈敏度、低暗電流、高光響應(yīng)一致性和單相時鐘。TC281工作溫度范圍為-10℃～40℃。
2 主要特點和引腳功能
TC281采用雙列直插封裝,其引腳排列如圖1所示,各引腳的功能如表1所列。TC281的主要特點如下：
●分辨率高,為固態(tài)幀傳輸圖像傳感器;
●圖像區(qū)域?qū)蔷�為11.3mm;
●具有1000（H）×1000（V）有效像素數(shù);
●每秒可掃描30幀;
●8μm2像素區(qū)域;
●暗（無照）電流低;
●反霜先進的橫向溢出漏極;
●具有單脈沖圖像區(qū)域清除能力;
●具有超過60dB的動態(tài)范圍;
●靈敏度和量子效率很高;
●可通過TI先進的BCD節(jié)點技術(shù)進行非破壞性電荷檢測;
●近紅外（IR）高靈敏度和高藍色響應(yīng);
●無圖像老化、圖像殘留、圖像失真、圖像滯后或顫噪效應(yīng)等現(xiàn)象。
表1 TC281引腳功能
| 引腳名稱 | 引腳號 | I/O | 功 能 |
| ADB | 9 | I | 放大器漏極偏置供給電壓 |
| CDB | 140 | I | 清除漏極偏置供給電壓 |
| IAG | 3,20 | I | 圖象區(qū)域區(qū) |
| NC | 16 | 無內(nèi)部連接 | |
| ODB | 2 | I | 供給電壓溢出漏極反敷霜偏置 |
| OUT | 8 | O | 輸出信號 |
| RST | 12 | I | 復(fù)位門 |
| SAG | 5,6 | I | 存儲區(qū)域門 |
| SRG | 15 | I | 串行寄存器門 |
| SUG | 1,47,17,18,19,22 | 襯底和時鐘返因 | |
| TDB | 21 | NC | 測試二極管供給電壓 |
| TRG | 14 | I | 傳輸門 |
| BGATE | 11 | I | BCD節(jié)門偏置電壓 |
| VSOURCE | 13 | I | BCD節(jié)源偏置電壓 |
