Peranti tergandeng–muatan: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:CCD.jpg|thumb|right|300px|CCD yang dikembangkan khusus untuk penggambaran [[ultraviolet]], dalam sebuag kemasan sambungan kawat.]]

'''Peranti muatan-berpasangan''' ([[bahasa Inggris]]: '''charge-coupled device''' atau '''CCD''') adalah sebuah sensor untuk merekam gambar, terdiri dari [[sirkuit terintegrasi]] berisi larikan [[kondensator]] yang berhubungan, atau berpasangan. Di bawah kendali sirkuit luar, setiap kondensator dapat menyalurkan [[muatan]] listriknya ke tetanggannya. CCD digunakan dalam [[fotografi digital]] dan [[astronomi]] (terutama dalam [[fotometri]]), optikal dan [[spektroskopi]] [[UV]] dan teknik kecepatan tinggi seperti [[penggambaran untung]].

Ketika sebuah [[foton]] membentur [[atom]], ini dapat mengangkat sebuah [[elektron]] ke tingkat energi yang lebih tinggi, atau dalam beberapa kasus, melepaskan elektron dari atom. Ketika cahaya menimpa permukaan CCD, ini membebaskan beberapa elektron untuk bergerak dan berkumpul di kondensator. Elektron tersebut digeser sepanjang CCD oleh pulsa-pulsa elektronik dan dihitung oleh sebuah sirkuit yang mengambil elektron dari setiap piksel kedalam sebuah kondensator lalu mengukur dan menguatkan tegangan yang membentanginya, lalu mengosongkan kondensator. Ini memberikan sebuah citraan hitam-putih yang efektif dengan mengukur seberapa banyak cahaya yang jatuh disetiap piksel.

 

Mengetahui berapa banyak foton yang jatuh ke permukaan fotoreaktif akan membebaskan elektron adalah ukuran akurat sensitivitas CCD. Hal ini disebut dengan [[efisiensi kuantum]] dan dinyatakan dalam persentase.

 

CCD yang memiliki beberapa piksel digunakan di kamera digital, pemindai gambar, dan kamera video sebagai peranti pengindera cahaya. CCD biasanya merespon 70% cahaya (sama dengan efisiensi kuantum sebesar 70%) membuatnya lebih efisien daripada film fotografi, yang hanya menangkap kira-kira 2% cahaya. Sebagai hasilnya, CCD dengan cepat menjadi pilihan bagi para astronom. which captures only about 2% of the incident light.

Sebuah citra diarahkan ke larikan kondensator oleh lensa, menyebabkan setiap kondensator untuk menampung muatan listrik sesuai dengan intensitas bahaya pada tempat tersebut. Sebuah larikan satu dimensi, yang digunakan di kamera pindai-garis, menangkap potongan tunggal dari gambar, secangkan larikan dua dimensi, yang digunakan di kamera dan kamera video, menangkap seluruh gambar atau sebagian persegi darinya. Setelah larikan dipaparkan kepada gambar, sebuah sirkuit kontrol menyebabkan setiap kondensator untuk memindahkan muatannya ke tetangganya. Kondensator terakhir dalam larikan membuang muatannya kedalam sebuah penguat yang mengubah muatan menjadi tegangan listrik. Dengan mengulangi proses ini, sirkuit kontrol mengubah seluruh isi larikan menjadi tegangan yang bervariasi, yang disimpan di memori. Gambar yang tersimpan dipindahkan ke pencetak, peranti penyimpan, atau penampil gambar. CCD juga digunakan secara luas sebagai sensor untuk teleskop, dan peranti penglihatan malam.

Desah bahang, arus gelap, dan sinar kosmik dapat mengubah piksel di larikan CCD. Untuk menghindari diek ini, astronom mengambil pengungkapan dengan shutter tertutup. Bingkai gelap ini lalu dikurangkan dari gambar asli untuk membuang efek desah bahang.

 

 

Kamera digital biasanya menggunakan tapis Bayer sebelum CCD. Setiap persegi dari empat piksel ditapis merah, biru dan dua hijau (mata manusia kecil sensitif terhadap hijau). Sebagai hasilnya informasi diambil disetiap piksel, tetapi piksel warna memiliki resolusi yang lebih rendah daripada piksel sebenarnya.

Sejak sensor CCD beresolusi tinggi panitau mahal, bahkan seorang fotografer profesional sulit menjangkau kamera 3CCD beresolusi tinggi. Ada beberapa kamera yang menggunakan filter warna berputar untuk mencapai kejernihan warna dan resolusi tinggi dengan harga yang relatif rendah. Kamera jenis ini sangat jarang dan hanya dapat digunakan untuk memotret obyek diam.

 

Belakangan ini telah menjadi lebih mudah untuk menciptakan sensor gambar dari [[semikonduktor]] yang menggunakan teknologi [[CMOS]]. Karena ini merupakan teknologi dominan untuk seluruh pembuatan chip, sensor gambar CMOS murah untuk dibuat dan sirkuit pengkondisian signal dapat dimasukkan ke dalam alat yang sama. Keuntungan yang terakhir tersebut menolong mengurangi kelemahannya terhadap desah, yang masih merupakan problem. Sensor CMOS juga memiliki keuntungan pengkonsumsian daya yang lebih rendah dari CCD.