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1 - DÉTECTEURS UNITAIRES À L’ÉTAT SOLIDE

2 - TUBES VIDICON

3 - BARRETTES ET MATRICES DTC/CCD

4 - SENSEURS BAS NIVEAU DE LUMIÈRE

| Réf : E4065 v1

Barrettes et matrices DTC/CCD
Détecteurs ultraviolet, visible et proche infrarouge

Auteur(s) : Gilles BOUCHARLAT, Jean-Pierre TRAHAND

Date de publication : 10 févr. 1998

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Auteur(s)

  • Gilles BOUCHARLAT : Ingénieur de l’Institut national polytechnique de Grenoble (INPG) - Docteur-Ingénieur en Sciences Physiques - Coordinateur Recherche et Développement Capteurs d’images à Thomson-CSF Semi-conducteurs Spécifiques

  • Jean-Pierre TRAHAND : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité (ESE) - Ingénieur Développement à Thomson-CSF Optronique

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INTRODUCTION

Cet article est consacré aux détecteurs couvrant les domaines spectraux : ultraviolet, visible, très proche infrarouge.

Ces détecteurs, très utilisés dans les domaines civil, industriel, militaire, spatial... peuvent se présenter sous diverses formes :

  • détecteurs unitaires ;

  • barrettes de détecteurs ;

  • multibarrettes ;

  • détecteurs surfaciques état solide ;

  • tubes de prise de vue.

Les principaux détecteurs du domaine considéré sont décrits.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e4065


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3. Barrettes et matrices DTC/CCD

Il existe des matrices de photodiodes depuis longtemps, utilisées principalement pour des mesures. Pour faire de l’imagerie, il faut une matrice d’environ 500 × 500, c’est-à-dire 250 000, photodiodes. Il n’est pas possible d’envisager un dispositif avec 250 000 sorties et 250 000 amplificateurs... Pour être utilisée en imagerie, une matrice photosensible doit obligatoirement comporter son dispositif de lecture et de sérialisation des informations lues (figure 23).

Il a fallu attendre l’apparition des dispositifs à transfert de charges pour pouvoir réaliser des imageurs solides performants. Ces dispositifs sont le fruit de travaux conduits indépendamment par Sangster, Laboratoires Philips à Eindhoven (BBD : Bucket Brigade Devices) et par Boyle et Smith, Bell Laboratories à Murray Hill (CCD : Charge Coupled Devices) pendant les années 1969 et 1970.

Le premier imageur 100 × 100 a été commercialisé en 1974 mais il a fallu attendre 1983 pour que des imageurs d’environ 500 × 380 points soient disponibles avec des performances raisonnables.

On peut considérer que depuis 1985, les imageurs solides fournissent une image dont la qualité est comparable à celle des tubes de prise de vue.

3.1 Structure et mode de fonctionnement des dispositifs à transfert de charges

Les dispositifs à transfert de charges (DTC) (appelés Charge Coupled Devices (CCD) en anglais) sont des registres à décalages analogiques qui peuvent servir de ligne à retard, de mémoires analogiques et d’éléments de traitement analogique du signal. Dans les détecteurs d’imagerie, les DTC servent à mettre en série les informations lues par chaque pixel (fonction de multiplexage).

On se reportera à l’article Dispositifs à transfert de charges [3] du présent traité pour connaître la structure et la technologie des DTC et comprendre leur fonctionnement. Dans cet article, le principe de transfert des charges est décrit pour une structure du registre dite à trois phases. Il existe également des registres dits à deux phases où une dissymétrie droite gauche, au niveau des métallisations ou au niveau du dopage, permet de transférer les charges toujours dans le même sens mais avec deux phases de commande seulement. On trouvera aussi, surtout quand le nombre de charges est élevé, des registres à quatre phases.

Dans le domaine visible, comme le silicium...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SAVELI (M.), GASQUET (D.), ORSAL (B.) -   Physique des dispositifs électroniques  -  . , Traité Électronique, 1996.

  • (2) - SAVELLI (M.), COMALLONGA (J.), BOGGIANO (L.) -   Bruit de fond et mesures  -  . [E 1 150], Traité Électronique, vol. E1, 1992.

  • (3) - PERMUY (A.), REZGUI, DONZIER -   Capteurs à semi-conducteurs  -  . , Traité Électronique, 2004.

  • (4) - DANSAC (J.), COLLIN (P.), LE DORTZ (A.) -   Systèmes optroniques semi-actifs  -  . [E 4 400], Traité Électronique, vol. E4, 1996.

  • (5) - GAUSSORGUES (G.), MICHERON (F.), POCHOLLE (J.-P.), MEYZONNETTE (J.-L.) -   Détecteurs infrarouges  -  . , Traité Électronique, vol. E4, 1996.

1 Constructeurs - Fournisseurs

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