【正文】 。 8）測試、評價(jià)和鑒定該器件的性能。 6）尋找低溫工作條件，以便在承受最大幅射強(qiáng)度時(shí)，找到并證實(shí)最佳的工作溫度。 4）研制和開發(fā)耐輻射（單一擾動環(huán)境）的定時(shí)和控制裝置。 2）使用耐輻射的鑄造方法，再研制和開發(fā)中等尺寸 “dumb” （啞）成像儀（通過反復(fù)地開發(fā)最佳像素結(jié)構(gòu)）。 3）在模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路中，定時(shí)和控制中的信號閉鎖和單一擾動問題。 與硅探測器有關(guān)，需要解決的難題和爭論點(diǎn)包括 [1]～ [2]： 1）在體材料界面由于輻射損傷而產(chǎn)生的暗電流的增加問題。 2）工作電流很小，可以防止單一振動和信號閉鎖。 CMOS圖像傳感器允許片上的寄存器通過 I2C總線對攝像機(jī)編程，具有動態(tài)范圍寬、抗浮散且?guī)缀鯖]有拖影的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)者力求使有關(guān)圖像的應(yīng)用 此資料來自企業(yè) 更容易實(shí)現(xiàn)多功能，包括自動增益控制（ AGC）、自動曝光控制（ AEC）、自動平衡（ AMB）、伽瑪樣正、背景補(bǔ)償和自動黑電平校正。盡管這種圖像傳感器是一個(gè) CMOS裝置并具有標(biāo)準(zhǔn)的輸入 /輸出（ I/O）電壓，但它實(shí)際的輸入信號相當(dāng)小，而且對噪聲也很敏感。根據(jù)實(shí)際要求，數(shù)字電壓和模擬電壓之間盡可能地分離開以防止串?dāng)_。 CMOS 圖像傳感器的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是它只要求一個(gè)單電壓來驅(qū)動整個(gè)裝置。例如，將 的尺寸稱為 ,理由很簡單： 寸的圖像傳感器的價(jià)格要比 多，但是這對系統(tǒng)工作性能產(chǎn)生不利影響。假如你選擇了一個(gè)光學(xué)尺寸為 器，很可能出現(xiàn)圖像的四周角落上的映影（陰影）現(xiàn)象。采用向上舍入的方法，先以毫米為單位測量圖像傳感器的對角線除以 16，就能得到以英寸為單位的光學(xué)尺寸。使用光導(dǎo)攝像管只能在部 分范圍內(nèi)產(chǎn)生有用的圖像。同時(shí)我們也應(yīng)清楚地認(rèn)識到，當(dāng)圖像傳感器具有多個(gè)可調(diào)模擬增益設(shè)置時(shí)，模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率不會對圖像傳感器的動態(tài)范圍產(chǎn)生限制。數(shù)字信噪比或數(shù)字動態(tài)范圍是另一個(gè)容易引起混淆的概念，它表明的只是模擬 /數(shù)字（ A/D）轉(zhuǎn)換器的一個(gè)特性。 所以，信噪比 應(yīng)該將所有的噪聲源都考慮在內(nèi)，有些資料一覽表中常常忽略散粒噪聲，而它恰恰是中、高信號電平的主要噪聲來源。動態(tài)范圍是最大勢阱容量與最低讀出噪聲的比值，它之所以引起誤解，是因?yàn)樽x出噪聲經(jīng)常不是在典型的運(yùn)行速度下測得的，而且暗電流散粒噪聲也常常沒有被計(jì)算在內(nèi)。然而對于象戶外攝影一類的中、高照度級的應(yīng)用，比較大的最大勢阱容量就顯得更為重要。應(yīng)當(dāng)知道并用來對比的重要參數(shù)有：最大勢阱容量、各種工作狀態(tài)下的讀出噪聲、量子效率以及暗電流，至于信 噪比之類的其它參數(shù)都是由那些基本量度推導(dǎo)出來的。因此，這就要求設(shè)計(jì)者們能夠判斷哪一個(gè)參數(shù)對他們最重要，并且盡可能充分利用多產(chǎn)品的 CMOS圖像傳感器家族。 3設(shè)計(jì)考慮 然而，這個(gè)行業(yè)還有一個(gè)受到普遍關(guān)注的問題，那就是測量方法，具體指標(biāo)、陣列大小和特性等方面 還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。然而，隨著 CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝的不斷改進(jìn)，這種效應(yīng)已經(jīng)得到顯著弱化。在像素位置內(nèi)產(chǎn)生的電壓先是被切換到一個(gè)縱列的緩沖區(qū)內(nèi)，然后再被傳輸?shù)捷敵龇糯笃髦校虼瞬粫l(fā)生傳輸過程中的電荷損耗以及隨后產(chǎn)生的光暈現(xiàn)象。不過，隨著像素內(nèi) 電路數(shù)量的不斷增加，留給感光二極管的空間逐漸減少，為了避免這個(gè)比例（又稱占空因數(shù)或填充系數(shù)）的下降，一般都使用微透鏡，這是因?yàn)槊總€(gè)像素位置上的微小透鏡都能改變?nèi)肷涔饩€的方向，使得本來會落到連接點(diǎn)或晶體管上的光線重回到對光敏感的二極管區(qū)域?，F(xiàn)在，在像素位置以內(nèi)已經(jīng)能增加諸如電子開關(guān)、互阻抗放大器和用來降低固定圖形噪聲的相關(guān)雙采樣保持電路以及消除噪聲等多種附加功能。這種被稱為 PPS的技術(shù)，噪聲性能很不理想，而且還引來對 CMOS圖像傳感器的種種干擾。CMOS圖像傳感器的優(yōu)點(diǎn)之一就是它具有低的帶寬，并增加了信噪比。與傳統(tǒng)的 CCD圖像系統(tǒng)相比，把整個(gè)圖像系統(tǒng)集成在一塊芯片上不僅降低了功耗，而且具有重量較輕，占用空間減少以及總體價(jià)格更低的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)典型的 CMOS圖像傳感器通常包含：一個(gè)圖像傳感器核心（是將離散信號電平多路傳輸?shù)揭粋€(gè)單一的輸出，這與CCD圖像傳感器很相似），所有的時(shí)序邏輯、單一時(shí)鐘及芯片內(nèi)的可編程功能，比如增益調(diào)節(jié)、積分時(shí)間、窗口和模數(shù)轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)在， CMOS 圖像傳感器的畫面質(zhì)量也能與 CCD圖像傳感器相媲美，這主要?dú)w功于圖像傳感器芯片設(shè)計(jì)的改進(jìn)，以及亞微米和深亞微米級設(shè)計(jì)增加了像素內(nèi)部的新功能。 如果把 CMOS 圖像傳感器的光照靈敏度再提高 5 倍～ 10 倍，把噪聲進(jìn)一步降低， CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量就可以達(dá)到或略微超過 CCD圖像傳感器的水平，同時(shí)能保持體積小、重量輕、功耗低、集成度高、價(jià)位低等優(yōu)點(diǎn)，如此， CMOS 圖像傳感器取代 CCD 圖像傳感器就會成為事實(shí)。 CMOS 圖像傳感器以其體積小、功耗低在圖像傳 感器市場上獨(dú)樹一幟。 CCD圖像傳感器由于靈敏度高、噪聲低，逐步成為圖像傳感器的主流。 此資料來自企業(yè) CMOS圖像傳感器的基本原理及設(shè)計(jì) 摘 要：介紹 CMOS 圖像傳感器的基本原理、潛在優(yōu)點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)考慮。 關(guān)鍵詞 ：互補(bǔ)型金屬－氧化物－半導(dǎo)體圖像傳感器；無源像素傳感器；有源像素傳感器 1引言 20世紀(jì) 70年代， CCD圖像傳感器和 CMOS圖像傳感器同時(shí)起步。但由于工藝上的原因，敏感元件和信號處理電路不能集成在同一芯片上，造成由 CCD 圖像傳感器組裝的攝像機(jī)體積大、功耗大。但最初市場上的 CMOS圖像傳感器，一直沒有擺脫光照靈敏度低和圖像分辨率低的缺點(diǎn)，圖像質(zhì)量還無法與 CCD圖像傳感器相比。 由于 CMOS圖像傳感器的應(yīng)用，新一代圖像系統(tǒng)的開發(fā)研制得到了極大的發(fā)展，并且隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的形 成，其生產(chǎn)成本也得到降低。 實(shí)際上，更確切地說， CMOS圖像傳感器應(yīng)當(dāng)是一個(gè)圖像系統(tǒng)。事實(shí)上，當(dāng)一位設(shè)計(jì)者購買了 CMOS 圖像傳感器后， 他得到的是一個(gè)包括圖像陣列邏輯寄存器、存儲器、定時(shí)脈沖發(fā)生器和轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的全部系統(tǒng)。