SH周期中至少要有1117个φ1 脉冲，即TSH＞1117T1。 φ2脉冲与φ1脉冲互为反相，即φ1高电平时φ2为低电平，φ1为低电平时φ2为高电平。 φR为复位信号，对于双通道器件而言，它的周期是φ1φ2的一半，即在一个φ1φ2脉冲周期内有两个φR脉冲，且φR的下降沿稍超前φ1φ2的变化前沿。
SP为像元同步脉冲，φC为行同步脉冲，用作CCD与其它信号存储、处理设备连接时作同步信号。U0为输出信号。
积分时间 SH ?1 ?2 ??R SP ?CUO 2160个信号输出单元 64个哑元 1行读出周期（>=2236单元）
图8 各路脉冲波形图
二、TDS210数字示波器的使用
1.数字示波器的面板图如图9（液晶显示屏位于面板的左边未画） 2.数字示波器TDS210的特点 （1）操作简单
对于一般周期性的波形，通过按“自动设置”便可以看到波形。“自动设置”的作用在于合理地设置触发电平（“释抑电平”）、电压衰减系数（“V/格”）和时基信号（“秒/格”）。
（2）可以测量波形的多种参数
可以测量周期、频率、电压平均值、电压峰-峰值、电压均方根值、波形上升时间、波形下降时间、正频宽和负频宽。 （3）具有自动计算功能
作为数字式的仪表，它具有计算的功能，能够将结果显示出来，对待测量不需要作进一步的计算，比如测量频率，只需要设置为测量频率，然后从数字示波器的屏幕上读出频率的数字即可。 （4）具有存储功能
数字示波器通过将模拟信号数字化，然后存储在示波器的存储单元中。数字示波器不断地采集外部输入的模拟信号，然后不断地更新存储器中的数据，按“运行/停止”键可以“重新/暂停”数据的采集。
通过单次触发，可以采集外部的脉冲信号，比如开关的闭合所引起的电路脉冲。利用
存储在示波器中的数据，显示的静止图象，有利于测量不太稳定的信号。
SAVE/RECALL 自动设置 MEASURE ACQUIRE 存储/调出 测量 采集 菜单 硬拷贝 运行/停止 CURSOR UTILITY DISPLAY 辅助功能 光标 显示 垂直 水平 触发 测量内位置 位置 位置 释抑电平 容选择 测量内MATH 容1 光标1 光标2 菜单 TRIGGER HORIZONTAL CH1 CH2 菜单 菜单 菜单 菜单 测量内 容2 设为50% 测量内设 伏格伏格秒格容/ / / 3 强制触发 测量内设 容4 TRIGGER VIEW 触发源 观 察 探头补偿 5V 2mV 5V 2mV 5s 2ns 5V CH2 CH1 EXT TRIG ! 外 部 300V 触 发 CAT II 图9 数字示波器的面板图 （5） 可以测量波形两点间的电压差和时间差 通过光标功能可以测量波形的两点间的电压差，对于测量非周期信号很有用处；可以停止 测量波的两点之间的时间差，用于非对称信号的测量和位相差的测量。 注：详细介绍请参看实验书的“数字示波器” 3.操作提示 (1) 由于本实验室使用的信号输入同轴电缆线没有衰减，因此需要确认示波器的衰减设置是否为1。按CH1键，在出现的菜单中将探头设置为1x；同样按CH2键，在出现的菜单 中将探头设置为1x。 ER ） （2）信号输入同轴电缆线的黑表笔连接到CCD的接地端（GND。特别是在两路输入（双踪使用）时，一定要将两路信号输入同轴电缆线的黑表笔接到同一位置（GND），这主要是 格格格因为示波器的两路输入的黑表笔在示波器内部是公共接地的，如不注意可能会导致短路而损坏CCD实验仪器。
（3）按MEASURE按键，设置待测物理量
此时在面板左边出现五个菜单。按“测量内容选择”使之处于“信源”位置，然后通过“测量内容1——测量内容4”按键分别设置测量那路输入（ch1或ch2）；按“测量内容选择”使之处于“类型”位置，然后可以通过“测量内容1——测量内容4”按键分别设置测量那些物理量，这些物理量包括周期、频率、电压平均值、电压峰-峰值、电压均方根值、波形上升时间、波形下降时间、正频宽和负频宽等，在CCD实验中一般设置为测量周期（或频率）和电压。然后按一下“自动设置”，则相应的测量数值便显示在对应的“测量内容”位置。一次可以同时测量4个物理量。
（4）测量波型竖直方向的电压差或水平方向波的时间差，可以使用光标“CURSOR”键。按“CURSOR”，通过“测量内容选择”按键选择测量电压或时间（频率），然后将“光标1”和“光标2”分别移动到待测的两位置，此时“测量内容3”显示“光标1”的坐标数值，“测量内容4”显示“光标2”的坐标数值，“测量内容2”显示两坐标的差值，竖直方向的差值为电压，水平方向的差值为时间（系统将它认为是周期，因而同时将它转化为频率）。
（5）如果测量时波形发生变化，以至于屏幕上显示波形不够一个周期时，则此时频率和周期无法测量；如果在屏幕上不能显示波形的上下峰位置，则电压测量是错误的。在这种情况下，如果频率比较高，按一下“自动设置”便可以。对于按一下“自动设置”还是不出现周期波形的，只能根据波形的大致电压和周期通过调节“伏/格”和“秒/格”使波形稳定显示。
（6）希望当前的波形静止下来观察，请按“运行/停止”键。
注意事项:
1．CCD实验仪及示波器均属易损贵重仪器，同学们一定要在搞清原理的基础上使用。切忌乱扳乱动，切忌粗暴操作，一旦发生意外事故或出现异常现象时，应立即切断电源，并向指导老师报告，故障排除后才可继续实验。
2．作测量内容1时，CCD左边电源不要打开，CCD上电接钮指示灯应不亮。 3．关闭CCD实验仪电源后，要隔3分钟才能再开机，否则工作状态不正常。
4．CCD有一定的线性工作范围，光照太强或积分时间过长，超过了CCD的正常工作范围，CCD光敏元产生的信号电荷过多，会产生“溢出”，此时即使转移栅没打开，信号电荷也会向移位寄存器转移，使输出不正常，使用中应避免这一情况。
附录 半导体的基本知识
一、什么是半导体？
在日常生活和生产实践中，大家都知道，银、铜、铝、铁等金属材料是很容易导电的，叫做导体；而塑料、陶瓷、橡皮、石英玻璃等却很不容易导电，尽管加很高的电压，仍然基本上没有电流，通常称为电的绝缘体。
半导体的导电性能则介于导体和绝缘体之间。
为什么会出现有的物质容易导电，有的物质不容易导电这种现象呢？根本原因在于事
物内部的特性，在于物质内部原子与原子结合的方式以及原子本身的结构，看其内部运载电荷的粒子（叫做载流子）的多少和运动速度的快慢。
我们知道原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的，电子分几层围绕原子核作不停的运动。比较起来，金属材料的外层电子受原子核的束缚力最小，因此有大量电子能够挣脱原子核的束缚而成为自由电子。这些自由电子就成为运载电荷的载流子，它们在外电场的作用下作定向运动而形成电流。所以金属的导电性能良好。
绝缘材料中，原子的外层电子受原子核的束缚力很大，很不容易挣脱出来，因此形成自由电子的机会非常小。绝缘材料原子结构的这一特点决定了它的导电性能很差。
半导体材料的原子结构比较特殊，其外层电子既不象导体那样容易挣脱，也不象绝缘体那样束缚很紧，这就决定了它的导电特性介于导体和绝缘体之间。 二、半导体中的另一种载流子——空穴
在半导体中不仅有电子这样的载流子，而且还有另一种载流子——空穴。那么什么叫空穴呢？
首先让我们来看半导体材料硅和锗的原子结构，如图1所示。它们的特点是最外层的电子都是四个。通常，原子的外层电子叫做价电子，有几个价电子就叫几价元素，所以硅和锗都是四价元素。
图1
当硅、锗等半导体材料制成单晶体时，其原子排列就由杂乱无章的状态变成了非常整齐的状态。其中，原子之间的距离都是相等的，约为2.35×104微米。每个原子最外层的四个电子，不仅受自身原子核的束缚，而且还与周围相邻的四个原子发生联系。这时，每两个相邻的原子之间都共有一对电子。电子对中的任何一个电子，一方面围绕自身原子核运动，另一方面也时常出现在相邻的原子所属的轨道上，这样的组合叫做共价键结构，如图2(a)中所示。
（a）硅单晶共价键结构 (b)热运动产生的电子—空穴对
图1
由原子理论和实践可以知道，每个原子的外层有八个电子属于比较稳定的状态，但是硅、锗的共价键结构的特点是它们的外层共有电子所受到的束缚力并不象在绝缘体里那样紧，在一定的温度下，由于热运动，其中少数电子还是可能挣脱束缚而成为自由电子，形成为电子载流子。
值得注意的是，共有电子在挣脱束缚成为自由电子后，同时留下了一个空位，见图2（b）。有了这样一个空位，附近的共有电子就很容易来进行填补，从而形成共有电子的运动。这种运动，无论是效果上还是现象上，都好象一个带正电荷的空位子在移动。为了区别于自由电子的运动，就把这种运动叫做“空穴”运动，空位子叫做“空穴”。打个通俗的比方，好比大家坐在一起看节目，如果前面走了人出现一个空位，后面的人递补空位向前坐，看起来就好象是空位子在向后运动一样。显然，这种空位的移动同没有座位的人到处走动不一样，后者好比是自由电子的运动，而有座位的人依次递补空位的走动则好比是空穴运动。
由此可见，空穴也是一种载流子。当半导体处于外加电压作用之下，通过它的电流可以看作是由两部分组成：一部分是自由电子进行定向运动所形成的电子电流，另一部分是共有电子递补空穴所形成的空穴电流。它们的区别是，电子电流是带负电的电子的定向运动，而空穴（由于它的运动方向和电子相反）电流是带正电的空穴的定向运动。所以，在半导体中，不仅有电子载流子，而且还有空穴载流子，这是半导体导电的一个重要特性。
由于物质总是在不停地运动着，这就使得半导体里因为热运动而不断产生自由电子，同时则出现相应数量的空穴。因此，电子和空穴总是相伴而生、成对出现的，我们称之为电子-空穴对。另一方面，自由电子在运动中又会与空穴重新结合而消失，这是一种相反的过程，我们叫做复合。电子-空穴对又产生，又复合，这就是半导体里不断进行着的一对矛盾。在一定温度条件下，这对矛盾可以实现相对的平衡，这时，产生和复合的过程虽然仍在继续不断地进行，但电子-空穴对却始终维持一定的数目。 三、P型和N型半导体
上面分析的是纯单晶半导体，在这种半导体里，虽然多了一种空穴载流子，但是，载流子的总数离开实际应用的要求，也就是从具有良好导电能力的要求来看，还相差很远，所以其本身用处不大。半导体技术之所以能够这样迅速地发展，主要是由于人们能够精确地控制半导体的电学特性，而所用的方法就是在纯单晶半导体中掺入有用的杂质，使其导
电特性得到很大的改善，因而获得了重要的用途。例如，硅单晶中掺入少量的硼，就使半导体中空穴载流子的数目剧增，导电特性大为加强。这是什么道理呢？
让我们来观察图3（a），它是掺入的硼原子与硅原子组成共价键结构的示意图。由于硼原子数目比硅原子要少得多，因此整个晶体结构基本不变，只是某些位置上的硅原子被硼原子所代替了。我们知道，硼是三价元素，即外层只有三个电子，所以当它与硅原子组成共价键时，就自然形成了一个空穴。这样，掺入的硼杂质的每一个原子都可能提供一个空穴，从而使硅单晶中空穴载流子的数目大大增加。这种半导体内几乎没有自由电子，主要靠空穴导电，所以叫做空穴半导体，简称P型半导体。
如果硅单晶中掺入的是磷、锑等五价元素，那么情况就又不一样了。硅原子和磷原子组成共价键之后，磷外层的五个电子中，四个电子组成共价键，多出的一个电子受原子核束缚很小，因此很容易成为自由电子。所以，这种半导体，电子载流子的数目很多，主要靠电子导电，叫做电子半导体，简称N型半导体，如图3（b）所示。
实际上，半导体中经常是既有P型杂质，又有N型杂质，那种杂质的浓度大，就由那种杂质决定其导电类型。比如，在硅中先掺入磷，成为N型硅，然后再掺入硼，那么当硼的浓度大大超过磷时，N型硅就转化成了P型硅，使原子的自由电子绝大部分与空穴复合，剩下的自由电子数目就变得很少了。
总结这一节可以得出结论：决定半导体导电特性的，不仅有电子导电，而且还有空穴导电。在纯单晶中，掺入有用的杂质，可使半导体的导电特性大增强，由此获得所需要的P型半导体和N型半导体，作为各种半导体器件的基本组成部分。
(a)硅中掺硼形成空穴（P型） (b) 硅中掺磷形成电子（N）型
图3