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[導(dǎo)讀]為進(jìn)一步增進(jìn)大家對(duì)CMOS的認(rèn)識(shí),那么在本文中呢,將對(duì)CMOS以及CMOS傳感器和CCD的區(qū)別進(jìn)行深入探討。

CMOS,是我們常聽(tīng)見(jiàn)的詞匯之一。對(duì)于CMOS,其實(shí)大家也都相對(duì)較為熟悉。為進(jìn)一步增進(jìn)大家對(duì)CMOS的認(rèn)識(shí),那么在本文中呢,將對(duì)CMOS以及CMOS傳感器和CCD的區(qū)別進(jìn)行深入探討。如果你對(duì)CMOS具有一定的興趣,不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

一、CMOS介紹

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor),中文學(xué)名為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體,它本是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片,保存了系統(tǒng)引導(dǎo)最基本的資料。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒(méi)什么差別,主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體,使其在CMOS上共存著帶N(帶-電)和 P(帶+電)級(jí)的半導(dǎo)體,這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。后來(lái)發(fā)現(xiàn)CMOS經(jīng)過(guò)加工也可以作為數(shù)碼攝影中的圖像傳感器,CMOS傳感器也可細(xì)分為被動(dòng)式像素傳感器(Passive Pixel Sensor CMOS)與主動(dòng)式像素傳感器(Active Pixel Sensor CMOS)。

人們?nèi)绱丝春肅MOS圖像轉(zhuǎn)換器的成長(zhǎng)前景是基于這樣一個(gè)事實(shí),即:與壟斷該領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)30多年的CCD技術(shù)相比,它能夠更好地滿足用戶對(duì)各種應(yīng)用中新型圖像傳感器不斷提升的品質(zhì)要求,如更加靈活的圖像捕獲、更高的靈敏度、更寬的動(dòng)態(tài)范圍、更高的分辨率、更低的功耗以及更加優(yōu)良的系統(tǒng)集成等。此外,CMOS圖像轉(zhuǎn)換器還造就了一些迄今為止尚不能以經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的新穎應(yīng)用。另外,還有一些有利于CMOS傳感器的“軟”標(biāo)準(zhǔn)在起作用,包括:應(yīng)用支持、抗輻射性、快門(mén)類型、開(kāi)窗口和光譜覆蓋率等。不過(guò),這種區(qū)別稍帶幾分任意性,因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)的重要程度將由于應(yīng)用的不同(消費(fèi)、工業(yè)或汽車)而發(fā)生變化。

二、CMOS傳感器與CCD有何區(qū)別

CCD與CMOS傳感器在效能與應(yīng)用上也有諸多差異,這些差異包括:

1. 靈敏度差異:由于CMOS傳感器的每個(gè)象素由四個(gè)晶體管與一個(gè)感光二極管構(gòu)成(含放大器與A/D轉(zhuǎn)換電路),使得每個(gè)象素的感光區(qū)域遠(yuǎn)小于象素本身的表面積,因此在象素尺寸相同的情況下,CMOS傳感器的靈敏度要低于CCD傳感器。

2. 成本差異:由于CMOS傳感器采用一般半導(dǎo)體電路最常用的CMOS工藝,可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、TIming generator、或DSP等)集成到傳感器芯片中,因此可以節(jié)省外圍芯片的成本;除此之外,由于CCD采用電荷傳遞的方式傳送數(shù)據(jù),只要其中有一個(gè)象素不能運(yùn)行,就會(huì)導(dǎo)致一整排的數(shù)據(jù)不能傳送,因此控制CCD傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多,即使有經(jīng)驗(yàn)的廠商也很難在產(chǎn)品問(wèn)世的半年內(nèi)突破50%的水平,因此,CCD傳感器的成本會(huì)高于CMOS傳感器。

3. 分辨率差異: 如上所述,CMOS傳感器的每個(gè)象素都比CCD傳感器復(fù)雜,其象素尺寸很難達(dá)到CCD傳感器的水平,因此,當(dāng)我們比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時(shí),CCD傳感器的分辨率通常會(huì)優(yōu)于CMOS傳感器的水平。例如,目前市面上CMOS傳感器最高可達(dá)到210萬(wàn)象素的水平(OmniVision的OV2610,2002年6月推出),其尺寸為1/2英寸,象素尺寸為4.25μm,但Sony在2002年12月推出了ICX452,其尺寸與OV2610相差不多(1/1.8英寸),但分辨率卻能高達(dá)513萬(wàn)象素,象素尺寸也只有2.78mm的水平。

4. 噪聲差異:由于CMOS傳感器的每個(gè)感光二極管都需搭配一個(gè)放大器,而放大器屬于模擬電路,很難讓每個(gè)放大器所得到的結(jié)果保持一致,因此與只有一個(gè)放大器放在芯片邊緣的CCD傳感器相比,CMOS傳感器的噪聲就會(huì)增加很多,影響圖像品質(zhì)。

5. 功耗差異:CMOS傳感器的圖像采集方式為主動(dòng)式,感光二極管所產(chǎn)生的電荷會(huì)直接由晶體管放大輸出,但CCD傳感器為被動(dòng)式采集,需外加電壓讓每個(gè)象素中的電荷移動(dòng),而此外加電壓通常需要達(dá)到12~18V;因此,CCD傳感器除了在電源管理電路設(shè)計(jì)上的難度更高之外(需外加 power IC),高驅(qū)動(dòng)電壓更使其功耗遠(yuǎn)高于CMOS傳感器的水平。舉例來(lái)說(shuō),OmniVision近期推出的OV7640(1/4英寸、VGA),在 30 fps的速度下運(yùn)行,功耗僅為40mW;而致力于低功耗CCD傳感器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等級(jí)的產(chǎn)品,其功耗卻仍保持在90mW以上,雖然該公司近期將推出35mW的新產(chǎn)品,但仍與CMOS傳感器存在差距,且仍處于樣品階段。

以上便是此次小編帶來(lái)的“CMOS”相關(guān)內(nèi)容,通過(guò)本文,希望大家對(duì)CMOS、CMOSCCD的區(qū)別具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦,小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!

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