CCD (Charge Coupled Device)
Sejarah
Tahun, 1969 F.Sangster dan K. Teer dari Philips Research Lab menemukan Bucket-Brigade Device (BBD). Alat ini pada dasarnya mentransfer paket muatan dari satu transistor ke transistor lain.
Pengembangan dari konsep ini akhirnya dilakukan oleh Willard Boyle dan George Smith dari Bell Laboratories. Bedanya kali ini merupakan transfer muatan dari satu kapasitor ke kapasitor lain, dan diberi nama CCD.
Awalnya didesain untuk memori, tetapi akhirnya ditemukan bahwa CCD sensitif terhadap cahaya, sehingga akhirnya dikembangkan sebagai sensor visual.
Definisi :
Integrated Circuit (IC) yang sensitif terhadap cahaya dan mampu menyimpan dan menampilkan data dari sebuah gambar dengan cara tiap pixel dari gambar dikonversi ke dalam bentuk muatan elektrik dengan intensitas yang sesuai dengan spektrum warna. CCD mempunyai sejumlah besar (mungkin 1000) gerbang/gate yang berjarak dekat, di antara sumber dan drain, sehingga susunan demikian dapat dibuat komponen yang berfungsi sebagai register geser. CCD merupakan peralatan unipolar.
Operasi arus searah (dc) dari CCD tidak mungkin dilakukan. Pembawa-pembawa yang ditimbulkan secara teknis terperangkap 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 clock (50 Khz – 1 Mhz). Sel CCD tidak memerlukan daya yang stationer, karena daya didisipasikan hanya untuk pengisian kapasitansi sel aktif. Akibatnya batas atas dari frekuensi clock (1 sampai 10 Mhz) mungkin dapat ditentukan oleh disipasi daya maksimum yang diperkenankan.
Struktur CCD
Peralatan kopel muatan tidak dapat dirakit dari komponen-komponen diskrit, karena suatu kanal kontinu tunggal diperlukan untuk mengkopel antara daerah di bawah elektroda-elektroda. Gerbang-gerbang arus dipisahkan oleh jarak yang sangat sempit (sekitar 1 μm). Celah yang sangat sempit ini sangat sulit sekali dietsa secara handal karena adanya ketidaksempurnaan kedok (mask), cacat pada fotoemulsi, partikel debu dan sebagainya.
Organisasi Memori CCD
Pengingat CCD menjembatani pebedaan antara RAM dan pengingat piringan magnetik berkala tetap (disk). Pengingat CCD lebih murah dibandingkan dengan RAM, tetapi waktu aksesnya lebih lambat karena operasinya secara seri.
Tiga (3) Organisasi yang Umum dipergunakan :
a. Operasi yang berliku-liku (Serpentive)
Suatu organisasi sinkron di mana data digeserkan dari sel satu ke sel berikutnya, yang panjang pada konfigurasi register geser resirkulasi. Perpindahan sel satu ke sel berikutnya sangat efisien.
b. LARAM (Line-Adressable Random Acces Memory)
LARAM adalah organisasi yang dioptimasikan untuk memberikan waktu akses yang singkat. Organisasi ini terdiri dari sejumlah pengingat resirkulasi CCD singkat yang bekerja secara paralel, yang meliputi baris-baris masukan dan keluaran yang umum.
c. Organisasi SPS (Seri-Paralel-Seri)
Konfigurasi ini menggambarkan suatu bentuk masukan bit yang di susun secara paralel lalu disimpan ke dalam register vertikal dan dipindahkan ke register keluar horisontal lalu keluarannya digeser secara seri dan kemudian masuk ke dalam sistem. Beberapa keuntungan dari SPS adalah daya yang rendah, hilangnya penguat geser di dalam, kapasitansi clock yang rendah, dan kecepatan yang sangat tinggi.
Cara Kerja CCD
· Lensa menerima cahaya dan meneruskan ke CCD
· Fotodioda pada CCD merespon cahaya yang mengenainya. Cahaya ini direspon fotodioda dengan menghasilkan muatan sesuai dengan spektrum warna yang diterimanya.
· Muatan tersebut akhirnya ditransfer ke kapasitor. Dan tiap kapasitor dapat mentransfer muatan listrik dari satu kapasitor ke kapasitor lain.
· Muatan listrik tersebut masuk ke analog signal chain untuk diolah di ADC. Semua proses ini dikontrol oleh sebuah clock signal.
Contoh Aplikasi
· Kamera digital
· Scanner
· Barcode reader
· Sensor Visual untuk Robot
Teknologi Rangkaian Logika Digital
Integrated Injection Logic (IIL)
Teknologi Bipolar
è TRL (Transistor Resistor Logic)
· Jumlah resistor dimaksimalkan (resistor devais termurah)
è DRL (Dioda Transistor Logic)
· Kinerja ditingkatkan dgn mengganti kebanyakan resistor dgn dioda semikonduktor
è RTL (Resistor Transistor Logic)
· Teknologi mikroelektornika pertama
· Menggunakan banyak transistor dan hanya sedikit resistor
è TTL (Transistor Transistor Logic)
· transistors berjumlah banyak dan terkait laungsung satu sama lain; Sampai sekarang tetap menjadi teknologi bipolar paling populer
è I2L (Integrated-injection logic)
· Technology mereduksi kerapatan packing dari devais bipolar devices ke suatu ukuran mendekati ukuran devais MOS melalui “compressing” suatu rangkaian logika yang terdiri dari dua transistor menjadi suatu satuan tunggal (a single unit).
· I2L dibuat dengan menggunakan teknologi bipolar dan menggabungkan (merger) beberapa komponen semikonduktor.
· I2L terdiri dari transistor pnp yang berperan sebagai injektor arus untuk mengumpan arus basis untuk inverter transistor npn multi kolektor.
· Fabrikasinya hanya memerlukan proses kedok (mask) yang lebih sedikit dibandingkan BJT standar. Kerapatan kemasan lebih tinggi dari BJT (300 gerbang/mm2), sebanding dengan MOSFET.
· Sistem I2L bisa dipergunakan dalam pembuatan gerbang inverter, gerbang NAND, NOR, AND OR INVERTER (AOI) dan flip-flop.
· Sistem I2L dapat diterapkan pada jam tangan digital, konverter A/D dan D/A, RAM dan mikroprosesor.
è ECL (emmitter-coupled logic)
· Devais dikembangkan untuk aplikasi-2 yg membutuhkan kecepatan yang sangat tinggi (extremely high speed).
· Mengkonsumi lebih banyak energi/power,
0 komentar:
Posting Komentar