清华大学：《测试与检测技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）视觉检测专题

视觉检测专题 教师:郭大勇博士 2002年3月11日 检测与测试技术基础—视觉检测专题

视觉检测专题 教 师：郭大勇 博士 2002年3月11日 检测与测试技术基础——视觉检测专题

视觉检测专题 检测的定义 检测的分类 检测与测试技术基础—视觉检测专题

检测的定义 检测的分类 检测与测试技术基础——视觉检测专题 视觉检测专题

视觉检测的基础 视觉检测的技术基础 视觉检测的主要方式 检测与测试技术基础—视觉检测专题

视觉检测的基础 视觉检测的技术基础 视觉检测的主要方式 检测与测试技术基础——视觉检测专题

电荷耦合器件(CCD) MOS电容的特性 1、结构 2、热平衡态特性 3、非平衡态特性 CCD的工作原理 定向转移 2、三相N沟CCD工作原理 3、线列CCD的工作原理 4、面阵CCD的工作原理 检测与测试技术基础视觉检测专题

电荷耦合器件（CCD） MOS电容的特性 1、 结构 2、 热平衡态特性 3 、非平衡态特性 CCD的工作原理 1、定向转移 2、三相N沟CCD工作原理 3、线列CCD的工作原理 4、面阵CCD的工作原理 检测与测试技术基础——视觉检测专题

预备知识—能带理论 原子能级与晶体能带 能级( Enegy Level):在孤立原子中,原子核外的电子 按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子。每个壳 层上的电子具有分立 的能量值,也就是电子 按能级分布。为简明起 弹二死呀 〔n= 见,在表示能量高低的 E 图上,用一条条高低不 同的水平线表示电子的 原子核 能级,此图称为电子能 级图 电子之密度 低的地片 检测与测试技术基础—视觉检测专题

预备知识——能带理论 原子能级与晶体能带 能级（Enegy Level）：在孤立原子中，原子核外的电子 按照一定的壳层排列，每一壳层容纳一定数量的电子。每个壳 层上的电子具有分立 的能量值，也就是电子 按能级分布。为简明起 见，在表示能量高低的 图上，用一条条高低不 同的水平线表示电子的 能级，此图称为电子能 级图。 检测与测试技术基础——视觉检测专题

预备知识——一能带理论 能带( Enegy Band) 晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅 为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,原子之间的最短距离 为0.235nm。致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不 再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可 能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,这种现象称为电子的共有 化。从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此 相对应的能级扩展为能带 检测与测试技术基础视觉检测专题

预备知识——能带理论 能带（Enegy Band） 晶体中大量的原子集合在一起，而且原子之间距离很近，以硅 为例，每立方厘米的体积内有5×1022个原子，原子之间的最短距离 为0.235nm。致使离原子核较远的壳层发生交叠，壳层交叠使电子不 再局限于某个原子上，有可能转移到相邻原子的相似壳层上去，也可 能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去，这种现象称为电子的共有 化。从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异，与此 相对应的能级扩展为能带。 检测与测试技术基础——视觉检测专题

预备知识—能带理论 N个原子 导带 E 价举 禁 电子共有化,能级扩展为能带示意图 a)单个原子b)N个原子 检测与测试技术基础—视觉检测专题

预备知识——能带理论 电子共有化，能级扩展为能带示意图 a) 单个原子 b) N个原子 检测与测试技术基础——视觉检测专题

预备知识—一能带理论 禁带( Forbidden band):允许被电子占据的能带称为允许带,允 许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。原子壳层中 的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的 允许带。被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的 能带称为空带。 价带( Valence band):原子中最外层的电子称为价电子,与价电 子能级相对应的能带称为价带。 检测与测试技术基础—视觉检测专题

预备知识——能带理论 禁带（Forbidden Band）：允许被电子占据的能带称为允许带，允 许带之间的范围是不允许电子占据的，此范围称为禁带。原子壳层中 的内层允许带总是被电子先占满，然后再占据能量更高的外面一层的 允许带。被电子占满的允许带称为满带，每一个能级上都没有电子的 能带称为空带。 价带（Valence Band）：原子中最外层的电子称为价电子，与价电 子能级相对应的能带称为价带。 检测与测试技术基础——视觉检测专题

预备知识—一能带理论 导带( Conduction band):价带以上能量最低的允许带称为导 带 导带的底能级表示为E,价带的顶能级表示为E,E与E之间的 能量间隔称为禁带E b c 检测与测试技术基础—视觉检测专题

预备知识——能带理论 导带（Conduction Band）：价带以上能量最低的允许带称为导 带。 导带的底能级表示为Ec，价带的顶能级表示为Ev，Ec与Ev之间的 能量间隔称为禁带Eg。 绝缘体、半导体、金属的能带图 检测与测试技术基础——视觉检测专题

预备知识——能带理论 导体或半导体的导电作用是通过带电粒子的运动(形成电流) 来实现的,这种电流的载体称为载流子。导体中的载流子是自 由电子,半导体中的载流子则是带负电的电子和带正电的空穴 对于不同的材料,禁带宽度不同,导带中电子的数目也不同 ,从而有不同的导电性。例如,绝缘材料SO2的E约为52eV ,导带中电子极少,所以导电性不好,电阻率大于10129cm 。半导体S的E约为1.1eV,导带中有一定数目的电子,从而 有一定的导电性,电阻率为103-1012Qcm。金属的导带与价 带有一定程度的重合,E=0,价电子可以在金属中自由运动 所以导电性好,电阻率为1061039cm 检测与测试技术基础—视觉检测专题

预备知识——能带理论 导体或半导体的导电作用是通过带电粒子的运动（形成电流） 来实现的，这种电流的载体称为载流子。导体中的载流子是自 由电子，半导体中的载流子则是带负电的电子和带正电的空穴 。对于不同的材料，禁带宽度不同，导带中电子的数目也不同 ，从而有不同的导电性。例如，绝缘材料SiO2的Eg约为5.2eV ，导带中电子极少，所以导电性不好，电阻率大于1012Ω·cm 。半导体Si的Eg约为1.1eV，导带中有一定数目的电子，从而 有一定的导电性，电阻率为10-3—1012Ω·cm。金属的导带与价 带有一定程度的重合，Eg=0，价电子可以在金属中自由运动 ，所以导电性好，电阻率为10-6—10-3Ω·cm。 检测与测试技术基础——视觉检测专题