cmos傳感器像素結(jié)構(gòu)

大家對(duì)于cmos傳感器都耳有所聞，但是對(duì)于cmos傳感器像素結(jié)構(gòu)不是很了解，下面一下學(xué)習(xí)一下吧。

1.被動(dòng)式

被動(dòng)式像素結(jié)構(gòu)（Passive?Pixel?Sensor.簡(jiǎn)稱PPS），又叫無(wú)源式。它由一個(gè)反向偏置的光敏二極管和一個(gè)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成。光敏二極管本質(zhì)上是一個(gè)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的PN結(jié)，它可等效為一個(gè)反向偏置的二極管和一個(gè)MOS電容并聯(lián)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟時(shí)，光敏二極管與垂直的列線（Column?bus）連通。位于列線末端的電荷積分放大器讀出電路（Charge?integrating?amplifier）保持列線電壓為一常數(shù)，當(dāng)光敏二極管存貯的信號(hào)電荷被讀出時(shí)，其電壓被復(fù)位到列線電壓水平，與此同時(shí)，與光信號(hào)成正比的電荷由電荷積分放大器轉(zhuǎn)換為電荷輸出。

2.主動(dòng)式

主動(dòng)式像素結(jié)構(gòu)（Active?Pixel?Sensor.簡(jiǎn)稱APS），又叫有源式，如圖2所示.?幾乎在CMOS?PPS像素結(jié)構(gòu)發(fā)明的同時(shí)，人們很快認(rèn)識(shí)到在像素內(nèi)引入緩沖器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS?APS中每一像素內(nèi)都有自己的放大器。集成在表層的放大晶體管減少了像素元件的有效表層積，下降了“封裝密度”，使40%～50%的入射光被反射。這種傳感器的另一個(gè)問(wèn)題是，如何使傳感器的多通道放大器之間有不錯(cuò)的匹配，這可以通過(guò)下降殘余水平的固定圖形噪音不錯(cuò)地實(shí)現(xiàn)。由于CMOS?APS像素內(nèi)的每個(gè)放大器僅在此讀出期間被激發(fā)，所以CMOS?APS的功耗比CCD圖像傳感器的還小。

3.填充因數(shù)

這填充因數(shù)（Fill?Factor），又叫充滿因數(shù)，它指像素上的光電二極管相對(duì)于像素表層的大小。量子效率（Quantun?efficiency）是指一個(gè)像素被光子撞擊后實(shí)際和理論值電子數(shù)的歸一化值.被動(dòng)式像素結(jié)構(gòu)的電荷填充因數(shù)通常可達(dá)到70%，因此量子效率高。但光電二極管積累的電荷通常很小，很易受到雜波干擾。再說(shuō)像素內(nèi)部又沒(méi)有信號(hào)放大器，只依賴垂直總線終端放大器，因而讀出的信號(hào)雜波很大，其S/N比低，更因不同位置的像素雜波大小不一樣（固定圖形噪波FPN）而影響整個(gè)圖像的質(zhì)量。而主動(dòng)性像素結(jié)構(gòu)與被動(dòng)式相比，它在每個(gè)像素處增加了一個(gè)放大器，可以將光電二極管積累的電荷轉(zhuǎn)換成電壓進(jìn)行放大，大大提高了S/N比，從而提高了傳輸過(guò)程當(dāng)中抗干擾的能力。但由于放大器占據(jù)了過(guò)多的像素面積，因而它的填充因數(shù)相對(duì)較低，一般在25%-35%之間。

有關(guān)cmos傳感器像素結(jié)構(gòu)的常識(shí)就簡(jiǎn)單的介紹到這里，希望可以幫助到大家。