CID是一種電荷注入器件,其基本結(jié)構(gòu)與CCD相似,也是一種MOS結(jié)構(gòu),當(dāng)柵極上加上電壓時(shí),表面形成少數(shù)載流子的勢(shì)阱,入射光子在勢(shì)阱鄰近被吸收時(shí),產(chǎn)生的電子被收集在勢(shì)阱里,其積分過(guò)程與CCD一樣。
賽默飛CID檢測(cè)器檢測(cè)單元包括兩個(gè)導(dǎo)電性的電極和引線,放置在一個(gè)很薄的硅氧化物或氮化物絕緣層上,即橫向電極和縱向電極,在橫向電極上有一個(gè)讀數(shù)放大器,兩個(gè)電極之間加以偏壓,開(kāi)始積分時(shí),先在橫向電極上加以很小的正電壓,而在縱向電極上加以很小的負(fù)電壓,光照在賽默飛CID檢測(cè)器表面時(shí),產(chǎn)生的正電荷向縱向電極上聚集,當(dāng)讀數(shù)時(shí),將橫向電極上的正電壓去掉,同時(shí)將縱向電極上的電壓轉(zhuǎn)為小的正電壓,電荷從縱向電極上轉(zhuǎn)移到橫向電極上,即可讀出在橫向電極上聚集的電荷所產(chǎn)生的電壓。又經(jīng)過(guò)一段積分后,將縱向電極上加以負(fù)電壓,橫向電極上加以正電壓,此時(shí)電荷從橫向電極轉(zhuǎn)移到縱向電極,此時(shí)又可讀出橫向電極上的電壓變化,即第二次讀數(shù);然后再在橫向電極上加以負(fù)電壓,縱向電極上加以正電壓,使電荷再轉(zhuǎn)移回到橫向電極,并重復(fù)讀數(shù)的過(guò)程,當(dāng)全部積分結(jié)束,進(jìn)行讀數(shù)時(shí),在兩個(gè)電極上同時(shí)加以正電壓,使電荷注入CID基體,此時(shí)讀出橫向電極上電壓的變化即為讀數(shù)的結(jié)果。
賽默飛CID檢測(cè)器在整個(gè)光譜分析區(qū)范圍內(nèi)有比較高的靈敏度,更適合微弱光的檢測(cè),但他對(duì)弱光的檢測(cè)是基于長(zhǎng)時(shí)間積分的基礎(chǔ)上的,因?yàn)樗且环N積分型檢測(cè)器,由于其具有底的分布電容,因此其讀出噪聲較低,暗電流(受溫度影響,需要制冷恒溫環(huán)境)也明顯比PMT的低。不論從光子效率、暗電流、讀出噪聲、多元素同時(shí)分析、線形范圍等各方面來(lái)說(shuō)其性能都具有明顯的優(yōu)勢(shì),是以后原子吸收光譜儀發(fā)展的一種必然局勢(shì)。