光電檢測成像器件

1、光電檢測成像器件第1頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一1轉(zhuǎn)換系數(shù)(增益)L：光電成像器件在法線方向輸出的亮度E：輸入光電成像器件的輻照度2. 光電靈敏度（響應(yīng)度）二、光電成像器件的特性3時間響應(yīng)特性 光電成像器件的惰性來源于光電導效應(yīng)的滯后和電容效應(yīng)的滯后。 在提取動態(tài)信號時，攝像管的光電流輸出滯后于輸入的光信號輻射，攝像管的惰性第2頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一4 圖像信號的概念。 圖像信噪比 兩個相鄰的像元，具有不同的輻射亮度。令兩個像元的輻射量子數(shù)分別為n1和n2。兩個像元的差異就代表了圖像細節(jié)的信號。圖像信號為 根據(jù)統(tǒng)計光學理論，弱光滿足

2、泊松分布，其均方根方差等于均值，所以有圖像噪聲5 圖像噪聲。 第3頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一6 圖像分辨力 分辨力是以人眼做為接收器，所判定的極限分辨能力。通常用光電成像在一定距離內(nèi)能分辨的等寬黑白條紋數(shù)來表示。 直視型光電成像器件：取輸入像面上每毫米所能分辨的等寬黑白條紋數(shù)表示分辨力。記為：lpmm-1 非直視型光電成像器件：取掃描線方向，圖像范圍內(nèi)所能分辨的等寬黑白條紋數(shù)表示分辨力。簡稱為電視線。（水平分辨力為466線，垂直分辨力為400線. ）第4頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 把各種不可見圖像(包括紅外圖像，紫外圖像及射線圖像)轉(zhuǎn)

3、換成可見圖像的器件稱為變像管。 把強度低于視覺閾值的圖像增強到可以觀察程度的器件稱為像增強管。 變像管與像增強管統(tǒng)稱為像管，三 非掃描型像管第5頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一1） 變像管光電陰極(光敏面)、電子光學系統(tǒng)、熒光屏高真空管殼 組成。工作過程： 輻射圖像形成在光電陰極上，光電陰極上各點產(chǎn)生正比與入射輻射的電子發(fā)射，形成電子圖像 電子光學系統(tǒng)將電子像傳遞到熒光屏上，在傳遞過程中將電子像放大 熒光屏受電子轟擊發(fā)光，形成可見光圖像，完成光電轉(zhuǎn)換第6頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一對光電陰極要求是：具有很高的光譜響應(yīng)靈敏度，熱發(fā)射電流小，均勻

4、性好。 像管的光電陰極S-25 (Sb-Na-K-Cs)S-20(Sb-K-Na-Cs)GaAs變像管的電子光學系統(tǒng)第7頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一變像管的熒光屏 像管對熒光屏的主要要求是： 適合人眼觀察的發(fā)光光譜； 足夠高的發(fā)光亮度； 高分辨力和好的傳輸函數(shù)； 合適的余輝時間； 良好的機械強度、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。 (ZnCd)SAg熒光粉，其發(fā)光顏色為黃綠色， 峰值波長0.560 m， 10余輝時間0.052ms。 像管的熒光屏是由熒光物質(zhì)(粉粒)刷涂在基底上制成。它是像管中完成電光轉(zhuǎn)換的部件。第8頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一2）像

5、增強器 通常將增強器管(增像管)與高壓電源經(jīng)灌封工藝組裝成整體的組件，稱為微光像增強器，裸管為增像管或單管。微光像增強器的組成及工作原理輸入圖像輸出圖像光電陰極熒光屏輸入光纖板輸出光纖板加速電極聚焦電極電子軌跡 像增強器基本結(jié)構(gòu)類似于變像管：光電陰極，電子光學系統(tǒng)，電子倍增器，熒光屏第9頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 對光電陰極要求是：具有很高的光譜響應(yīng)靈敏度，熱發(fā)射電流小，切均勻性好。 一種典型的銻鉀鈉銫多堿陰極，編號為s20。像管的光電陰極 s25 （銻鈉鉀銫）光電陰極的光譜響應(yīng)向紅外有所延伸，用于第一代和第二代增像管。 第三代像增強器是在二代近貼管的基礎(chǔ)上，將s

6、25陰極置換為砷化鎵負電子親和勢光電陰極(GaAs NEA)。其靈敏度幾乎是二代光電陰極的34倍。第10頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一三種光電陰極的光譜響應(yīng)效率曲線S-25 (Sb-Na-K-Cs)S-20(Sb-K-Na-Cs)GaAs第11頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一一代管單管結(jié)構(gòu)第12頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一第一代三級級聯(lián)象增強管第13頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一微通道式像增強管（二代管）靜電聚焦微通道像增強管。第14頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一光

7、陰極微通道板熒光屏近貼式第二代像管結(jié)構(gòu)第15頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一二代近貼管光陰極MCP熒光屏光纖扭曲器光纖面板第16頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一微光像增強器的性能參數(shù) 有效光電陰極直徑 在像管輸入端上與光電軸同心、能完全成像于熒光屏上的最大圓直徑。 光通量增益G。 用色溫為2856K土50K的鎢絲白熾燈照射像管的光電陰極，熒光屏輸出的光通量出與輸入到光電陰極的光通量入之比為光通量增益，即： 有效熒光屏直徑 在像管輸出端上與光電軸同心，并與有效光電陰極直徑成物像關(guān)系的圓直徑。第17頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星

8、期一光亮度增益GL 熒光屏的法向輸出光亮度L出與光電陰極輸入光照度E之比即為光亮度增益，即：暗背景光亮度 光電陰極無光照時，處于工作狀態(tài)的像管熒光屏上的輸出光亮度稱為暗背景光亮度。Cdm-2Lx-1第18頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一放大率 熒光屏上輸出像的幾何大小與光電陰極上輸入像的幾何大小之比。分辨力 像管分辨相鄰兩個物點或像點的能力?；?距離光電軸中心不同位置處各點放大率不同的表征。以該點處的放大率與中心放大率的差除以中心放大率表示第19頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一WJII型頭盔式微光夜視儀第20頁，共65頁，2022年，5月20日

9、，4點25分，星期一四 掃描型攝像管 能夠輸出視頻信號的一類真空光電管稱為攝象管。將二維空間分布的光學圖像轉(zhuǎn)化為一維時序電信號光電發(fā)射式攝象管光電導式攝象管R靶電子束電子槍R光電陰極靶電子束電子槍移像區(qū)第21頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一光電發(fā)射式攝象管光電導式攝象管R靶電子束電子槍R光電陰極靶電子束電子槍移像區(qū)光電攝像器件的工作過程：1、光電轉(zhuǎn)換：光學圖像投射到器件光敏面上，以象素為單元分別進行光電轉(zhuǎn)換，形成電量的潛像。2、光電信號的存儲：每個象素在掃描周期內(nèi)對轉(zhuǎn)換的電量進行存儲。3、掃描：掃描線按一定軌跡逐點采集轉(zhuǎn)換后的電量，形成輸出信號。第22頁，共65頁，20

10、22年，5月20日，4點25分，星期一RLC防反射膜信號板光導靶1）光導靶 由光窗、信號板和靶組成。 靶面的軸向電阻小，橫向電阻大，有利于保持光電轉(zhuǎn)換形成電量的潛象，并在掃描周期內(nèi)實現(xiàn)積分存儲。視象管的基本結(jié)構(gòu)：光導靶和電子槍。 一）光電導式攝象管（視象管）第23頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一RLC防反射膜信號板光導靶聚焦線圈偏轉(zhuǎn)線圈校正線圈聚焦電極加速電極K聚焦線圈校正線圈偏轉(zhuǎn)線圈G2）電子槍 電子槍的作用是產(chǎn)生熱電子，并使它聚焦成很細的電子射線，按著一定的軌跡掃描靶面。逐點地采集這些轉(zhuǎn)換后的電量形成串行輸出信號。第24頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25

11、分，星期一3）視頻信號的形成 幀圖像可分成四十多萬個像元。每個像元可用一個電阻和電容c來等效。 電容c起存儲信息的作用，電阻R隨著光照度的增大而變小，無光照時R為暗電阻R0、光照后變?yōu)镽c(E)，是與照度有關(guān)的變量。視頻信號RLCLEK每個象元（象素）有序的轉(zhuǎn)化為視頻電信號第25頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一（1）硅靶攝象管 硅靶是貼在信號板上的一塊硅片，朝著電子槍一面生成幾十萬個相互隔離的PN結(jié)(光電二極管)。 硅靶窗口玻璃內(nèi)表面涂有一層很薄的金屬膜，有引線同負載相連，稱為信號板。玻璃面板信號板電阻海RL工作過程：光照在P型島上形成電勢電子線掃描連線形成電流在輸出電

12、阻上產(chǎn)生與視頻對應(yīng)的電壓信號（ P型島拉回低電位）第26頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一硅靶的特性1)抗燒傷性 耐強光、耐高溫2)光譜特性及靈敏度 硅靶的光譜響應(yīng)范圍為 0.41.1m 峰值波長為 0.650.85m。3)暗電流 硅靶的暗電流較大，約為10 nA，且隨溫度每升高9，暗電流約增加一倍。第27頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一光導攝像管的光譜響應(yīng)特性曲線a-Sb2S3光導攝像管b-pbO光導攝像管標準型c-pbO光導攝像管全色型d-CdSe光導攝像管e-硅靶攝像管g-ZnCdTe光導攝像管第28頁，共65頁，2022年，5月20日，4點

13、25分，星期一（2）氧化鉛靶攝像管 PbO靶攝像管的特點是： PIN結(jié)構(gòu)，工作原理與硅靶類似 靈敏度較高，可達400Alm； 暗電流小，低于1nA, 光電特性好；惰性小，三場后殘余信號不大于4。N I PSnO2 透明導電膜玻璃RLVT （4060V）信號板第29頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一（3）碲化鋅鎘靶攝像管 碲化鋅錫靶攝像管的靈敏度很高，可在星光下獲得可用的圖象，多用于微光電視。Sb2S2ZnxCd1-xTeZnSe信號板SnO2 ZnSe（N）無光電效應(yīng)，增強短波光吸收，提供可見光靈敏度，與第二層ZnxCd1-xTe（P）形成異質(zhì)結(jié)。 第三層Sb2S2減小電

14、子束注入效應(yīng)，減小暗電流和惰性第30頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一二）光電發(fā)射式攝像管光電變換部分和光信息存儲部分彼此分離，組成為移象區(qū)。Al2O3加速電壓8kVAL2O3信號板（Al膜）疏松的KCl（1）二次電子導電攝像管(SEC) 工作過程：光學圖像在光電陰極上產(chǎn)生相應(yīng)光電子發(fā)射加速打到SEC靶上產(chǎn)生二次電子發(fā)生形成電勢分布后面與光電導輸出一樣第31頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 SEC管的主要特性： 1)靈敏度 SEC管整管的靈敏度與光電陰極的靈敏度、加速電壓和靶有關(guān)，一般可達20000Alm。 2)分辨率 25mm管中心分辨事約為60

15、0TvLH 3)惰性 三場后殘余信號小于5 4)存儲性能 SEC靶的電阻率大于1010cm-1，漏電極小，暗電流小于0.1A，因此信息電荷可在靶上長時間存儲而不泄漏。 第32頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 （2）硅增強靶攝像管(SIT) 用硅靶代替SEC管KCl靶即構(gòu)成硅增強靶攝像管(SIT) 靶增益為SEC管的10倍以上，通過改變移像區(qū)的施加電壓可改變靶的電子增益。移像區(qū)電子槍光電陰極靶第33頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 用光學纖維面板將像增強器與硅增強靶管耦合在一起就組成了超高靈敏度的硅增強靶管，通常稱為ISIT管或IEBS管。（3）超

16、高靈敏度的硅增強靶管（ISIT）硅靶光陰極光陰極2光陰極1陽極1陽極2第34頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一五、 固體成像器件（電荷耦合器件）1）電荷耦合器件的工作原理 MOS結(jié)構(gòu) 與電荷存儲 CCD是由金屬氧化物半導體構(gòu)成的密排器件，簡稱MOS結(jié)構(gòu)，它實際就是一個MOS電容。 電荷耦合器件(簡稱CCD)是一種用電荷量表示信號并用耦合方法傳輸信號的器件，它具有信號探測、延時、傳輸和積分的多種功能。P或n型硅襯底SiO2金屬(柵）VG第35頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一EvEFp金屬氧化物P型半導體ECEFm 柵極電壓Vg=0,p型半導體中均勻的

17、空穴（多數(shù)載流子）分布，半導體中能量線延伸到表面并與表面垂直。 柵極電壓Vg0,電場排斥電子吸引空穴，使表面電子能量增大，表面處能帶向上彎曲，越接近表面空穴濃度越大，形成空穴積累層。EvEFp金屬氧化物P型半導體ECEFmVG0Vg0,電場排斥空穴吸引電子，越接近表面空穴濃度越小，形成空穴耗盡層。EvVG0EFp金屬氧化物P型半導體ECEFmW 柵極電壓Vg0,電場排斥空穴吸引電子，越接近表面空穴濃度越小，電子濃度甚至超過空穴濃度，形成反型層。 EvEFp金屬氧化物P型半導體ECEFmVG0WEvEFp金屬氧化物P型半導體ECEFmVG0WVg0SiO2柵電極反型層P-SiVg0SiO2柵電極

18、耗盡層P-Si第37頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 半導體表面與襯底的電壓，常稱為表面勢，（用VG表示）外加電壓越大，對應(yīng)有越大的表面電勢，能帶彎曲的越厲害，相應(yīng)的能量越低，儲存電子的能力越大，通常稱其為勢阱。注入電子形成電荷包表面勢與勢阱VG 0 51015伏VG空勢阱P-SiVG=12伏全滿勢阱P-SiVG=12伏填滿1/3勢阱P-Si第38頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 反型層的出現(xiàn)在SiO2襯底之間建立了導電機構(gòu)，Vg0SiO2柵電極反型層P-SiP型襯底n溝道Vg0SiO2柵電極反型層n-Sin型襯底p溝道 n型襯底，柵極加負電壓，

19、反型層是正電荷，稱為p溝道。 p型襯底，柵極加正電壓，反型層是負電荷，稱為n 溝道，第39頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一Vg=0SiO2柵電極P-SiVg0SiO2柵電極耗盡層P-SiVg0SiO2柵電極反型層P-SinnP-Si 襯底源漏輸出柵轉(zhuǎn)移柵電極SiO2n-溝道第40頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一電荷包轉(zhuǎn)移和三相時鐘2伏2伏10伏VGP-Si 2伏2伏10伏VGP-Si VG2伏2伏10伏P-Si2伏 VG123t2 t4t1 t3 t5123t1 t3 t510伏2伏2伏2伏VGP-Si VG2伏2伏10伏P-Si 第41頁，共6

20、5頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一p襯底鋁柵多晶硅柵12勢阱深度1高電位 2低電位 1 2 同電位1低電位 2高電位 2）兩相CCD結(jié)構(gòu)和工作原理第42頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一3）電荷耦合器件的性能參數(shù) 電荷轉(zhuǎn)移效率電荷損失率 工作頻率 電荷本身從一個電極轉(zhuǎn)移到另一個電極所需要的時間tr不能大于驅(qū)動脈沖使其轉(zhuǎn)移的時間T/3，因此，上限頻率 下限頻率決定于少數(shù)載流子壽命第43頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 電荷負載量電極下能容納的電荷數(shù)量 探測噪聲n 電荷轉(zhuǎn)移次數(shù)； fc 時鐘頻率產(chǎn)生于界面態(tài)或體態(tài)與電荷包相互作用的電荷轉(zhuǎn)移

21、起伏； 背景光輻射引起的電荷變化與暗電流噪聲；輸出級的復位過程與輸出放大器噪聲。 有轉(zhuǎn)移損失就會有附加的噪盧。通過n次電荷轉(zhuǎn)移后， 電流的轉(zhuǎn)移噪聲將為第44頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 電荷耦合攝像器件就是用于攝像的CCD。它的功能是把成像在CCD的光敏面上的二維光學圖像信號，轉(zhuǎn)變成少數(shù)載流子數(shù)密度信號存儲于MOS電容中, 再轉(zhuǎn)移到CCD的移位寄存器(轉(zhuǎn)移電極上的勢阱）中，在驅(qū)動脈沖的作用下順序地移出器件，成為一維視頻信號輸出。 4）電荷耦合攝像器件輸出CCD移位寄存器光敏區(qū)轉(zhuǎn)移柵CCD移位寄存器時鐘單溝道線型ICCD第45頁，共65頁，2022年，5月20日，4點

22、25分，星期一光敏區(qū)轉(zhuǎn)移柵A輸出ACCD移位寄存器ACCD移位寄存器時鐘A輸出BCCD移位寄存器BCCD移位寄存器時鐘B轉(zhuǎn)移柵B隔離區(qū)具有雙讀出寄存器的線陣攝像器件CCD第46頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一光敏區(qū)轉(zhuǎn)移柵輸出CCD讀出移位寄存器ACCD移位寄存器時鐘CCCD移位寄存器時鐘A 存儲區(qū)隔離區(qū)CCD移位寄存器時鐘B面陣CCD三相面陣幀轉(zhuǎn)移攝像器第47頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一CCD器件第48頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一5）微光電荷耦合成像器件（I-CCD） 普通CCD能夠在(1.52.0)l0-21x下

23、成像，低于l0-21x成像需要采用圖像增強手段, 這樣構(gòu)成的 I-CCD,既具有CCD成像器件所具有的優(yōu)點同時又能在夜天微光下工作. 用像增強器與CCD耦合在一起構(gòu)成圖像增強型I-CCD 。第49頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一6）電子轟擊型(EB-CCD) 入射光子在光電陰極上轉(zhuǎn)化為光電子，光電子被加速并聚焦在CCD芯片上，光電子穿過器件正面覆蓋層，在CCD上產(chǎn)生電荷包，一個光電子 個電子，高靈敏度，但高速電子轟擊產(chǎn)生損傷，工作壽命短CCD光電陰極光學纖維板1.015kv-+CCD光電陰極光學纖維板1.015kv-+CCD光陰極光學纖維板1.015kvCCD光陰極光學

24、纖維板1.015kvCCD光電陰極光學纖維板螺線管或永久磁鐵11.5kVCCD光電陰極光學纖維板螺線管或永久磁鐵115kVCCD光電陰極光學纖維板螺線管或永久磁鐵11.5kVCCD光電陰極光學纖維板螺線管或永久磁鐵115kVCCD光電陰極光學纖維板螺線管或永久磁鐵11.5kVCCD光電陰極光學纖維板螺線管或永久磁鐵115kV靜電聚焦型EB-CCD磁聚焦型EB-CCD近貼型型EB-CCD。第50頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一7）單光子陣列成像EMCCD EMCCD(Electron-Multiplying,CCD) 技術(shù)，有時也被稱作“片上增益”技術(shù),它與普通的科學級C

25、CD 探測器的主要區(qū)別在于其讀出（轉(zhuǎn)移）寄存器后又接續(xù)有一串“增益寄存器” 增益寄存器中有兩個電極，電極2 提供時鐘脈沖，電極1 被加以電壓比轉(zhuǎn)移電荷所需要的電壓高很多（約4060V）。在電極1 與電極2 間產(chǎn)生的電場其強度足以使電子在轉(zhuǎn)移過程中產(chǎn)生“撞擊離子化”效應(yīng)，從而產(chǎn)生了新的電子，即所謂的倍增或者說是增益；如此過程重復相當多次（如陸續(xù)經(jīng)過幾千個增益寄存器的轉(zhuǎn)移），可達1000 倍以上。 第51頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一8）紅外電荷耦合器件(IR-CCD) -紅外焦平面凝視列陣 普通的Si-CCD不能直接用于紅外條件下的凝視模式工作。背景積累會使器件過載。單

26、片式IR-CCD混合式IR-CCD第52頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一1、單片式(IR-CCD) 單片式又稱整體式，即整個IR-CCD做在一塊芯片上。它具體又可分為兩種情況， 一種是CCD本身就對紅外敏感。 另一種是把紅外探測器做在同一基底上基底通常用硅，而探測器部分常用本征窄帶或非本征材料， 采用MIS(即金屬絕緣物半導體)器件工藝，由此制成本征窄帶半導體IR-CCD及非本征IR-CCD。 非本征半導體IR-CCD是單片式IR-CCD的另一種形式。它利用非本征材料作探測器，然后轉(zhuǎn)移送給同一芯片上的CCD。 第53頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期

27、一2、混合式IR-CCD 混合式IR-CCD結(jié)構(gòu)的根本特點是把探測器和CCD移位寄存器分開。 CCD仍用普通硅制版工藝已相對成熱。 對幾個重要的紅外波段，則采用性能優(yōu)良的本征紅外探測器。 第54頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一CCD的現(xiàn)狀 第一、特殊CCD傳感器， 如紅外CCD芯片（紅外焦平面陣列器件）、高靈敏度背照式BCCD和電子轟擊式EBCCD等，另外還有大靶面如20482048、40964096可見光CCD傳感器、寬光譜范圍（紫外光可見光近紅外光3-5m中紅外光8-14um遠紅外光)焦平面陣列傳感器等。 第二、通用型或消費型CCD傳感器 在許多方面都有較大地進展，

28、如CMOS型攝像頭?？偟姆较蚴翘岣逤CD攝像機的綜合性能。 第55頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一第三、其他固態(tài)攝像器件 （1）電荷注入器件(CID) CID的基本結(jié)構(gòu)與CCD相似，也是種MOS列陣。 CID與CCD的主要區(qū)別在于讀出過程： 在CCD中，信號電荷必須經(jīng)過轉(zhuǎn)移才能讀出。 在CID中，信號電荷不用轉(zhuǎn)移，是直接注入體內(nèi)形成電流來讀出的。整個列陣的信號讀出是通過一種叫做“尋址讀出”方式進行的，每一次只選中一個光敏單元。例如，當水平移位寄存器電壓脈沖出現(xiàn)在第m位，垂直移位寄存器電壓脈沖出現(xiàn)在第n位時，所選中的光敏元位置為(m，n)。第56頁，共65頁，2022年，

29、5月20日，4點25分，星期一（） CMOS （ Complementary Metal Oxide Semiconductor互補金屬氧化物半導體集成電路） 基本單元電路反相器由N溝道和P溝道 MOS場效應(yīng)晶體管（P溝道金屬-氧化物-半導體集成電路和N溝道金屬-氧化物-半導體集成電路）構(gòu)成，以推挽形式工作,能實現(xiàn)一定邏輯功能的集成電路,簡稱CMOS。 第57頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一CMOS（互補金屬氧化物半導體集成電路）影像傳感器 （ Complementary Metal Oxide Semiconductor）CMOS像傳感器按信號讀出方法，可分為： 無源

30、像素圖像傳感器(PPS)； 光敏單元驅(qū)動能力弱，且固定結(jié)構(gòu)噪聲FPN較大。 有源像素圖像傳感器(APS) ，性能優(yōu)良 CMOS最明顯的優(yōu)勢是集成度高、功耗小、生產(chǎn)成本低、容易與其他芯片整合。 CMOS像感器的芯片上可以很容易集成各種數(shù)字電路。從而可構(gòu)成單片視頻攝像機。 CMOS像傳感器的光譜響應(yīng)寬于CCD像傳感器 ，在紅外成像領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景 第58頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 集成度高、功耗小、生產(chǎn)成本低、容易與其他芯片整合。光譜響應(yīng)寬，圖像響應(yīng)均勻性較差，具有較高的暗電流，信號讀出速率 高， 1000 M 像素數(shù)/s. CMOS 圖像傳感器及其工作原理第59頁，共65頁，2022年，5月20日，4點25分，星期一 CCD 圖像傳感器及其工作原理 傳感器靈敏度較CMOS圖像傳感器高3050% ，動態(tài)范圍約較CMOS的高2倍，圖像響應(yīng)均勻性好，具有優(yōu)良的電子快門功能 ，信號讀出速