Fig.2 the circuit of CCD camera power driving
首先时序发生单元的时序信号经过电容C1和C2耦合到二极管钳位端，两个二极管D1和D2及两个电阻R1和R4用于把电容耦合过来的信号钳位到固定的电平。这里正电平为+10V负电平为-10V。其中二极管D1把信号钳位到正电平，使信号在正电平的基础上向下摆动。同理二极管D2把信号钳位到负电平，使信号在负电平基础上向上摆动。注意二极管的方向要正确。这样产生的两个信号就用于控制两个开关三极管的导通与截止。两个互补的三极管的集电极接在一起作为开关输出，注意若把发射极接在一起则为射极跟随器而非开关工作。当加在Q2基极的控制信号向上摆动时，三极管Q2就会导通，而这时加在Q1基极的信号恰处在高电平期间，因而三极管Q1截止，所以输出到负载C3的信号为低电平。同理，当加在Q2基极的控制信号为低电平时，三极管Q2截止，而这时加在Q1基极的信号恰以高电平向下摆动，因而三极管Q1导通，所以输出到负载C3的信号为高电平。因此，该电路为反相驱动电路。电阻R3可以控制加在负载电容的波形的边沿变化时间。

在该电路中，二极管选用Philips公司的高速肖特基二极管，型号为BAT85/PLP[6]。其参数为：反向连续电压VR为30V，前向导通压降VF在前向电流IF为1mA时为320mV。反向恢复时间trr为4ns。三极管也选用Philips公司的开关三极管，型号分别为BSR14/PLP[7]和BSR16/PLP[8]。其中VCEO参数BSR14/PLP为40V，BSR16/PLP为60V。集电极电流IC参数BSR14/PLP为800mA，BSR16/PLP为600mA。这些参数都可以满足驱动波形电压范围宽，瞬态电流大的要求。

上述电路的各个元器件参数是按照10MHz的像素转移时钟给出的，若为其他的转移时钟或频率有所变化，则可以修改上述参数，而电路结构形式不变化。

4仿真及实验结果

为了验证设计的正确性及合理性。上述设计的电路在Cadence公司的OrCAD PSpice AD软件下进行了仿真。仿真的结果也再次证明了设计电路的合理性。图3为仿真结果的波形图，从图中可以看出该电路为反相驱动，输出相对与输入有10ns左右的延时。输出波形在幅度上和边沿变化时间上均符合要求。

图3 仿真结果波形图

Fig.3 the waveform of simulation result
按照上述电路结构，我们采用对应的元器件搭建了相应的实际电路。实验的结果和仿真的结果基本一致。这表明此电路可以用在CCD相机中，这样可以降低成本提高可靠性。

5结论

本文的创新点是：以较少的分立元器件实现了高性能的CCD功率驱动电路，它可以用在传统CCD功率驱动集成电路在一些情况下无法胜任的场合。
CCD功率驱动电路对CCD相机的性能具有较大的影响。而目前可供使用的CCD功率驱动集成芯片有时候需要外加电平搬移电路有时候无法满足电压摆幅等方面的要求，且实现时成本较高。为此，本文设计了采用分立元器件实现的CCD功率驱动电路。该电路相对于目前采用CCD专用功率驱动集成芯片实现的电路具有成本低、可靠性高、工作电压范围宽等优点。因此，当现有的驱动器集成电路不能满足要求时，可以使用该电路实现CCD相机的功率驱动。