CMOS图像传感器发展现状.pdfVIP

第 20 卷第 1 期 半 　导 　体 　光 　电 Vol . 20 No. 1 1999 年 2 月 Semiconductor Optoelectronics Feb . 1999 CMOS 图像传感器发展现状① 赵文伯 　刘俊刚 (重庆光电技术研究所 ,重庆 400060) 摘 　要 : 　文章主要介绍了 CMO S 图像传感器的结构 、单元电路 、发展背景及其发展现状 。 关键词 : 　CMO S 　图像传感器 　有源像素传感器 中图法分类号 : 　TP732 Recent progress in research on CMOS image sensor ZHAO Wenbo L IU J ungang ( Chongqing Optoelectronics Research Institute , Chongqing 400060 , CHN) Abstract : 　The current architect ure of CMO S sensor and circuit s for pixels are described . The historical background and recent develop ment tendency in t his field are p resented . Key words : 　CMO S , Image Sensor ,Active Pixel Sensor 1 　引言 即 CMO S 图像传感器 。 到 80 年代中期 , CMO S 技术逐渐成熟 。90 年 70 年代初期 ,随着 MO S 技术的成熟 ,三种典型 代初期 ,可为数字系统设计百万个或更多晶体管 。 ( ) 采用标准 CMO S 技术生产实用像元尺寸质量高的 的固体图像传感 ———电荷耦合器件 CCD 、电荷注 ( ) ( ) 固体图像传感器已成为可能 。已能够制作出尺寸比 入器件 CID 、光敏二极管阵列 PDA 得到了发展 。 到 80 年代中期 ,基于这三种固体图像传感器技术的 可见光波长小的 CMO S 晶体管结构 ,可以在一个像 摄像机逐渐投放市场 。在这三种固体图像传感器 元内集成多个晶体管 。采用 CMO S 技术可以将图 中 ,CCD 发展最为迅速 。到 90 年代初 ,CCD 技术已 像传感器阵列 、驱动和控制电路 、信号处理电路 、模/ 比较成熟 ,在微光下 ,具有每个像元几个电子的成像 数转换器 、全数字接口电路等完全集成在一起 ,可以 能力 ,且 CCD 技术已得到非常广泛的应用 。目前出 实现单芯片成像系统 。这种片上摄像机用标准逻辑 电源电压工作 ,仅消耗几十毫瓦的功率[ 1 ] 。 售的每种摄录机和 PC 相机都是基于 CCD 技术 。 本文将介绍 CMO S 图像传感器的历史背景 ,描 随着 CCD 应用范围的扩大 ,其缺点逐渐显露出 来 。CCD 光敏单元阵列难与驱动 电路及信号处理 述其基本结构 ,像元电路及其发展现状 。 电路单片集成 ,不易处理一些模拟和数字功能 ,这些 功能包括模/ 数转换器 、精密放大器 、存贮器 、运算单