cmos圖像傳感器的基本原理及設計(doc19)-經(jīng)營管理-文庫吧資料
2024-08-24 15:51本頁面
【正文】 可確保電車正常工作。用霍爾電流傳感器進行電流檢測，既可測量電流的真正瞬時值，又不致引入損耗，如圖 41 所示。它的快速響應能再現(xiàn)電流、電壓波形，將它們反饋到可控整流器 A、 B，可控制其輸出。由于其響應速度快，特別適用于計算機中的不間斷電源。 在不間斷電源中的應用 如圖 40 所示，霍爾電流傳感器 1 發(fā)出信號并進行反饋，以控制晶閘管的觸發(fā)角，電流傳感器 2 發(fā)出的信號控制逆變器，傳感器 3 控制浮充電源。 此資料來自企業(yè) 圖 39 霍爾電流傳感器在逆變器中的應用 （ CS 為霍爾電流傳感器） 圖 40 霍爾電流傳感器在 UPS 中的應用 （ 3 均為霍爾電流傳感器） 圖 41 霍爾電流傳感器在電子點焊機中的應用 在逆變器中的應用 在逆變器中，用霍爾電流傳感器進行接地故障檢測、直接側和交流側的模擬量傳感，以保證逆變器能安全工作。 霍爾器件是一種基于霍爾效應的磁傳感器 ,已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器 產(chǎn)品族 ,并已得到廣泛的應用。這些都得益于 CMOS APS為人們提供了高度集成化的系統(tǒng)，如圖 4所示。已經(jīng)具備與 CCD 圖像傳感器進行競爭的條件， 21世紀， CMOS攝像器件將成為信息獲取與處理領域的佼佼者。因此，在設計時，除設計光敏感部分（即 CCD圖像傳感器）外，還要考慮設計提供信號和圖像處理的功能電路，即信號讀出和處理電路，這些電路需要在另外的基片上制備好后才能組裝在 CCD圖像傳感器的外圍；而 CMOS圖像傳感器則不同，特別是 CMOS APS 可以將所有的功能電路與光敏感部分（光電二極管）同時集成在同一基片上，制作成 高度集成化的單芯片攝像系統(tǒng)。重要的是，要根據(jù)產(chǎn)品未來 所在的工作環(huán)境，對樣品進行細致的性能評估?，F(xiàn)在還存在許多非標準的接口系統(tǒng)。如果用戶裝有 Windows95的系統(tǒng)，那么就要確定圖像系統(tǒng)不是 Windows98的。這個時 代對設計者來說是一個令人興奮和充滿挑戰(zhàn)的時代。 CMOS圖像傳感器的設計分為兩大部分，即電路設計和工藝設計， CMOS圖像傳感器的性能好壞，不僅與材料、工藝有關，更重要的是取決于電路設計和工藝流程以及工藝參數(shù)設計。采用 工藝將允許達到 5μm 的像素間距。在光柵與轉移柵之間插入擴散橋，可以采用單層多晶硅工藝，這種擴散橋要引起大約 100個電子的拖影。 光柵信號電荷積分在光柵（ PG）下，浮置擴散點（ A）復位（電壓為 VDD），然后改變光柵脈沖，收集在光柵下的信號電荷轉移到擴散點，復位電壓水平與信號電壓水平之差就是傳感器的輸出信號。 5． 2． 2光柵型 CMOS APS(PGCMOSAPS)的像素結構 此資料來自企業(yè) 1993 年由 JPL 最早研制成功 PGCMOSAPS 并用于高性能科學成像的低光照明成像。 PDCMOSAPS的每個像素采用 3個晶體管，典型的像元間距為 15μm 。有關 CMOS APS的工作原理、發(fā)展現(xiàn)狀及其應用，筆者已作過詳細介紹 [6]～ [8]。 1997年日本東芝公司研制成功了 640480 像素光敏二極管型 CMOS APS，其像素尺寸為 , 具有彩色濾色膜和微透鏡陣列。 高性能 CMOS APS由美國哥倫比亞大學電子工程系和噴氣推進實驗室（ JPL）在 1994年首次研制成功，像素數(shù)為 128128 ，像素尺寸為 40μm40μm ，管芯尺寸為 ，采用 阱工藝試制，動態(tài)范圍為 72dB,固定圖形噪聲小于 ％飽和信號水平。后來，這種像素結構有所改進。與CMOSPPS 相比， CMOS－ APS 的填充系數(shù)較小，其設計填充系數(shù)典型值為 20％～ 30％，接近內線轉換 CCD的值。這種傳感器的另一個問題是，如何使傳感器的多通道放大器之間有較好的匹配，這可以通過降低殘余水平的固定圖形噪聲較好地實現(xiàn)。 此資料來自企業(yè) 在 CMOSAPS中每一像素內都有自己的放大器。 PPS的結構很簡單，它具有高填充系數(shù)。在一些 CMOS圖像傳感器中，每組像素的頂端有一個放大器，每個像素只有一個作為閾值電流值開關的三極管。 5． 2CMOSAPS的像素結構設計 幾乎在 CMOSPPS像素結構發(fā)明的同時，科學家很快認識到在像素內引入緩沖器或放大器可以改善像素的性能。由于填充系數(shù)高且沒有許多 CCD 中多晶硅疊層， CMOSPPS像素結構的量子效率較高。 單管的 PDCMOSPPS 允許在給定的像素尺寸下有最高的設計填充系數(shù)，或者在給定的設計填充系數(shù)下，可以設計出最小的像素尺寸。位于列線末端的電荷積分放大器讀出電路保持列線電壓為一常數(shù)，并減小 KTC噪聲。它由一個反向偏置的光敏二極管和一個開關管構成。 5像素電路結構設計 此資料來自企業(yè) 目前，已設計的 CMOS 圖像傳感器像素結構有：空隙積累二極管（ HAD）型結構、光電二極管型無源像素結構、光電二極管型有源像素結構、對數(shù)變換積分電路型結構、掩埋電荷積累和敏感晶體管陣列（ BCAST）型結構、低壓驅動掩埋光電二極管（ LV－ BPD）型結構、深 P阱光電二極管型結構、針型光電二極管（ PPD）結構和光柵型 有源像素結構等
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