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Sorgenti di rumore strumentale nei CCD

I portatori di carica sono generati nel silicio non solo da fotoni, ma anche da effetti termici. La corrente oscura, che già abbiamo affrontato nel caso dei rivelatori a stato solido, viene generata ovviamente anche nei CCD. La sua quantità é fortemente dipendente dalla qualità del silicio utilizzato e dalle procedure di fabbricazione del dispositivo. Ad esempio, nel caso dei CCD a buried channel, l'interfaccia fra il silicio e l'isolante al di sotto degli elettrodi é una sorgente di corrente oscura di alto livello, per minimizzare la quale é necessario ricorrere ad opportuni accorgimenti. Anche i difetti nel silicio aumentano la corrente oscura totale.

Nel caso dei CCD, come nei rivelatori a stato solido, la corrente oscura dipende esponenzialmente dalla temperatura

\begin{displaymath}I = A \times e^{-\frac{B}{kT}} \end{displaymath}

Quindi un raffreddamento del CCD porta a riduzioni sostanziali nei valori della corrente oscura.
 



 
 

L'interazione di raggi cosmici con i CCD fornisce segnali di grande ampiezza generalmente confinati in pochi pixel. Si tenga conto che un muone deposita circa 80 elettroni per $\mu$m nel silicio. Se si considera una profondità di raccolta dell'ordine di 10-20 $\mu$m, il segnale é  equivalente ad alcune migliaia di elettroni.
 



 
 

Infine una sorgente di rumore é la luminescenza del dispoditivo stesso. Questa può accadere nel caso in cui il CCD sia fatto funzionare a valori di voltaggio vicini ai valori limite. O può essere causata da parziali cortocircuiti negli elettrodi dei registri paralleli o seriali. Una linea di bassa impedenza può agire come un diodo ad emissione di luce e può saturare il dispositivo in modo relativamente rapido.


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Daniele Dal Fiume

5/20/1998