07月08日互联网学问：CMOS传感器是什么CMOS是什么

2024-07-20 00:03:57

导读摘要今天小编跟大家讲解下有关CMOS传感器是什么CMOS是什么，相信小伙伴们对这个话题应该有所关注吧，小编也收集到了有关CMOS传感器是什...

摘要今天小编跟大家讲解下有关CMOS传感器是什么CMOS是什么，相信小伙伴们对这个话题应该有所关注吧，小编也收集到了有关CMOS传感器是什么CMOS

今天小编跟大家讲解下有关CMOS传感器是什么CMOS是什么，相信小伙伴们对这个话题应该有所关注吧，小编也收集到了有关CMOS传感器是什么CMOS是什么的相关资料，希望小伙伴们看了有所帮助。

【CMOS是什么】

　　CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 中文学名为互补金属氧化物半导体它本是计算机系统内一种重要的芯片保存了系统引导最基本的资料和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。

　　CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体使其在CMOS上共存着带N(带-电) 和 P(带+电)级的半导体这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

【CMOS传感器是什么】

　　后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器 CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。然而 CMOS的缺点就是太容易出现杂点这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时由于电流变化过于频繁而产生过热现象。

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【CMOS传感器的分类】

　　CMOS传感器按为像素结构分被动式与主动式两种。

　　被动式像素结构(Passive Pixel Sensor.简称PPS) 又叫无源式。它由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结它可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时光敏二极管与垂直的列线(Column bus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Charge integrating amplifier)保持列线电压为一常数当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时其电压被复位到列线电压水平与此同时与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

　　主动式像素结构(Active Pixel Sensor.简称APS) 又叫有源式如图2所示. 几乎在CMOS PPS像素结构发明的同时人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积降低了“封装密度” 使40%～50%的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。

　　这填充因数(Fill Factor) 又叫充满因数它指像素上的光电二极管相对于像素表面的大小。量子效率(Quantun efficiency)是指一个像素被光子撞击后实际和理论最大值电子数的归一化值.被动式像素结构的电荷填充因数通常可达到70% 因此量子效率高。但光电二极管积累的电荷通常很小很易受到杂波干扰。再说像素内部又没有信号放大器只依赖垂直总线终端放大器因而读出的信号杂波很大其S/N比低更因不同位置的像素杂波大小不一样(固定图形噪波FPN)而影响整个图像的质量。而主动性像素结构与被动式相比它在每个像素处增加了一个放大器可以将光电二极管积累的电荷转换成电压进行放大大大提高了S/N比从而提高了传输过程中抗干扰的能力。但由于放大器占据了过多的像素面积因而它的填充因数相对较低一般在25%-35%之间。