電子材料與元器件論文cmos圖像傳感器工作原理和應(yīng)用-展示頁
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【正文】 班級 ： 組號 ： 日期 ： 2021 年 12 月 9 日 摘要 隨著集成電路制造工藝技術(shù)的發(fā)展和集成電路設(shè)計(jì)水平的不斷提高，基于CMOS集成電路工藝技術(shù)制造的 CMOS圖像傳感器由于其集成度高、功耗低、體積小、工藝簡單、成本低且開發(fā)周期較短等優(yōu)勢，目前在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是數(shù)碼產(chǎn)品如數(shù)碼相機(jī)、照相手機(jī)的圖像傳感器應(yīng)用方面，市場前景廣泛，因此對 CMOS圖像傳感器的研究與開發(fā)有著非常高的市場價值。 本文首先介紹了 CMOS圖像傳感器的發(fā)展歷程和工作原理及應(yīng)用現(xiàn)狀。 一 、 CMOS 圖像傳感器的發(fā)展歷史 上世紀(jì) 60 年代末期，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出固態(tài)成像器件概念： 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器 CMOS — Complementary Metal Oxide Semiconductor 電荷耦合器件圖像傳感器 （ CCD） CMOS 與 CCD 圖像傳感器的研究幾乎是同時起步，固體圖像傳感器得到了迅速發(fā)展。 CCD 圖像傳感 器： 光照靈敏度高、噪音低、像素少等優(yōu)點(diǎn)一直主宰著圖像傳感器市場。 1970 年 ,CMOS 圖像傳感器在 NASA 的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室 JPL 制造成功， 80 年代末，英國愛丁堡大學(xué)成功試制出了世界第一塊單片 CMOS 型 圖像傳感器件， 1995 年像元數(shù)為（ 128 128）的高性能 CMOS 有源像素圖像傳感器由噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室首先研制成功。 2021 年日本東芝公司和美國斯坦福大學(xué)采用 技術(shù)開發(fā)的 CMOSAPS，成為開發(fā)超微型 CMOS 攝像機(jī)的主流產(chǎn)品。 到目前為止 , 在開發(fā) CMOS 圖象傳感器中所采用的關(guān)鍵技術(shù)可歸納如下： (1) 相關(guān)雙取樣 (CD ) 電路技術(shù)； (2) 微透鏡陣列制備技術(shù)； (3) 彩色濾波器陣列技術(shù)； (4) 數(shù)字信號處理 (DSP) 技術(shù)； (5) 抑制噪聲電路技術(shù)； (6) 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換 (A/D ) 技術(shù)； (7) 亞微米和深亞微米光刻技術(shù)。而信號的讀出方法卻與 CCD不同，每個 CMOS源像素傳感單元都有自己的緩沖放大器，而且可以被單獨(dú)選址和讀出。當(dāng)積分期結(jié)束時，掃描脈沖加在 MOS三極管的柵極上，使其導(dǎo)通，光敏二極管復(fù)位到參考電位，并引起視頻電流在負(fù)載上流過，其大小與入射光強(qiáng)對應(yīng)。 圖 2l 光敏二極管和 CMOS三極管組成的光電轉(zhuǎn)換及光電存儲元件和開關(guān)模型 如果將上述的多個像元集成在一塊，便可以構(gòu)成自掃描 CMOS型一維攝像傳感器。圖 24是 CMOS攝像器件的原理框圖。水平移位寄存器從左至右順次地接通起水平掃描作用的 MOS晶體管，也就是尋址列的作用，垂直移位寄存器順次地尋址列陣的各
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