CHARGE COUPLED DEVICE(CCD)

CHARGE COUPLED DEVICE(CCD)

1.Charge coupled device (ccd)

Charge couple device(ccd) atau charge transfer device disebut juga peralatan dikopel muatan,merupakan suatu transistor MOS dengan kanal yang sangat panjang ccd mempunyai sejumlah besar (mungkin 1000) gerbang/gate yang berjarak dekat ,diantara sumber dan drain,sehingga susunan demikian dapat dibuat komponen yang berfungsi sebagai register geser.

Masing-masing elektroda gerbang dan landasan membentuk kapasitor MOS yang dapat menyimpan muatan .kalau logika 1 dimasukan pada sumber ,muatan disimpan oleh kapsitor terdekat dengan sumber ,asal tegangan diberikan ke elektroda pertama E1 .

Kalau secara serentak tegangan ini dihilangkan dari E1 dan diberikan ke E2,maka muatan tersebut akan bergerak dari E1 ke E2 ,demikian seterusnya .oleh karena itu ccd digunakan sebagai register geser dan mempunyai kerapatan yang tinggi ,tentunya dengan biaya yang terjangkau . CCD merukpakan peralatan unipolar.

Operasi arus searah (dc) dari CCD tidak mungkin dilakukan .pembawa-pembawa yang ditimbulkan secara tekniks terprangkap dalam kanal energi potensial yang kosong dan pada saat yang sama merubah keadaan logika dari 0 ke 1 .Gejala perubahan ini dinamakan pengaruh arus gelap yang dapat menentukan batas bawah frekuensi clok (50 khz sampai 1 khz).
Sel CCD tidak memerlukan daya yang stasioner , karena daya disisipkan hanya untuk pengisian kapasitansi sel aktif.
Akibatnya batas atas dari frekuensi clock(1 sampai 10 Mhz) mungkin dapat ditentiukan oleh sipasi daya maksimum yang diperkenankan .suatu kenaikan frekuensi akan mengurangi efisiensi perpindahan dari sel satu ke sel berikutnya .Sehingga batas atas frekuensi dapat pula dibatasi oleh titik ,dimana kehilangan perpindahan menjadi tidak dapat diterima .

2.STRUKTUR CCD

Peralatan kopel muatan tidak dapat dirakit dari komponen-komponen diskrit ,karena suatu kanal kontinyu tunggal diperlukan untuk mengkopel antara daerah dibawah elektroda-elektroda .Gerbang-gerbang harus dipisahkan oleh jarak yang sangat sempit(sekitar 1 mio m).
Celah yang sangat sempit sempit ini sulit sekali dietsa secara andal karena adanya ketidak sempurnaan kedok(mask),cacat pada fotoemulsi ,partikel debu dan sebagainya.Sejumlah metode fabrikasi alternative telah dikembangkan dengan menggunakan elektroda logam gerbang-gerbang polisokon,penanaman ion dan kombinasinya agar dapat menghindari kesultan-kesulitan diatas.

3.ORGANISASI MEMORI CCD

Pengingat ccd menjebatani perbedaan antara RAM dan pengingat piringan magnetic berkala tetap(disk).Pengingat CCD lebih murah dibandingkan dengan RAM,tetapi waktu aksesnya lebih lambat karena operasinya secara seri .Dibandingkan dengan generasi sebelumnya RAM,yaitu pengingat piringan magnetic,CCD lebih mahal ,tetapi lebih cepat .Penggunaannya menggantikan register geser dengan yang relative lebih mahal.Karena pengingat CCD bekerja secara seri,maka informasi harus digeserkan ke tempat keluaran sebelum dapat dibaca.Sehingga waktu aksesnya lebih lama dibandingkan pengingat RAM.Hal ini juga tergantung kepada bagaimana CCD tersebut ditata/diorganisasikan .

Tiga organisasi yang umum dipergunakan:

a.Operasi yang Berliku-liku(serventive)
Suatu organisasi sinkron dimana data digeserkan dari sel satu kesel berikutnya,yang panjang pada konfigurasi register geser resilkulasi .Perpindahan sel satu kesel berikutnya sangat efisien.

Dimana batasan-batasan yang diakibatkan oleh ketidak efisienan dan karena timbul arus gelap mempersyaratkan agar muatan yang tersimpan harus digantikan oleh penguat yang segar.
Konfigurasi ini merupakan yang paling sederhana dibuat dibandingkan dengan dua organisasi yang lain.

b.LAHAM(Line-Addressable Handom Access Memory)
LAHAM adalah organisasi yang dioptimasikan untuk memberikan waktu access yang singkat.
Organisasi ini terdiri dari sejumlah pengingat resirkulasi CCD singkat yang bekerja secara parallel ,yang meliputi baris-baris masukan dan keluaran yang umum.
Suatu decoder digunakan untuk pengalamatan setiap register secara acak sehinngga dinamkan LARAM.

c.Organisasi SPS (Seri-Paralel )
Konfigurasi ini menggambarkan suatu bentuk masukan bit yang disusun secara parallel lalu kemudian disimpan kedalam register vertikan dan dipindahkan ke register keluar horizontal lalu keluarannya digeser secara seri dan kemudian masuk kedalam system.
Beberapa keuntungan dari SPS adalah daya yang rendah ,hilangnya penguat geser didalam ,kapasitansi cloc yang rendah,dan kecepatan yang sangat tinggi