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    低照度CMOS的研究意义及研究现状在光电产业中,图像传感器属于其重要的光电元件。随着科技的不断发展,大规模集成电路工艺和网络技术突飞猛进,为人们的生活带来了很多乐趣。图像传感器主要分为CMOS,CCD。与CCD相比,CMOS具有很多其不具备的优势,第一,CCD产生的信号必须先移项输出然后在放大;而CMOS可以先放大再转移,从而CMOS传输过程中的噪声就会比CCD要小很多。第二,在制造过程上,虽然二者都是基于MOS工艺,不过从细节来看,二者还是存在着许多的差异:CCD图像传感器是以光电二极管和CCD的构造为中心,为了垂直溢出与电子快门,大部分使用N型基板;然而虽然有的CMOS图像传感器也是用N型基板,不过大多数的CMOS图像传感器依照标准的CMOS制造工艺使用P板。由于CMOS图像传感器工艺基于CMOSLSI制造工艺,因此不需要改变制造工艺,制作相对简单。第三,在电源的使用上,CCD因为采用连续扫描方式,所以需要的电源数量不止一个,CMOS只需要一个电源,所以CMOS的供电电路相对简单,且耗电量小。不过CMOS还是有一些不足之处。第一,就是CCD SN比高,FD放大器性能好。第二,CCD同时性比CMOS要好[26]。30639
        以上是将CMOS图像传感器的特征和CCD图像传感器进行了简单的对比。从半导体制造工艺的观点来看,CMOS图像传感器容易达到片上系统的目的,而且电源电压较低,便于使用。然而,从决定画质的基本特性来看,经历多年的CCD图像传感器目前还是有一定的优势。逐行曝光于存储同时性的不利影响,以及混色易发生的问题,都是应用CMOS图像传感器继续研究的项目。论文网
    1  国外低照度CMOS发展现状
         CMOS图像传感器是20世纪80年代末发明的。因为当时的技术水平不高,大规模集成电路工艺和现在不能同日而语,所以噪声较大,其应用受到了很大的限制,商品化的进程也比较慢。时至今日,CMOS工艺不断的发展,CMOS传感器也已经广泛的应用在了数码相机、PC Camera、影像电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全系统、汽车倒车雷达、玩具以及工业、医疗等方面。在低档产品中,CMOS已经可以和CCD所媲美。因为CMOS和大规模集成电路工艺兼容,造价比较低,所以业内希望用CMOS取代CCD的努力也日渐明朗。
         与CCD 产品相比,CMOS 是标准工艺制程,可利用现有的半导体设备,不需额外的投资设备,且品质可随着半导体技术的提升而进步。另外,CMOS 传感器的最大优势,是它具有高度系统整合的条件。理论上,所有图像传感器所需的功能,例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC 等都可集成在一颗晶片上,以达到降低整机生产成本的目的,正因为此,目前投入研发、生产的厂商较多。随着CMOS 集成电路工艺技术的成熟以及固体图像传感器技术的研究成果,至今已研制出三大类CMOS 图像传感器:CMOS 无源像素传感器,CMOS 有源像素传感器和CMOS 数字像素传感器。随着集成电路设计技术和工艺水平的提高,CMOS 图像传感器过去存在的缺点,现在都可以找到办法克服,而且它固有的优点更是CCD 器件所无法比拟的,因而它再次成为研究的热点[8]。
    图1.1  低照度CMOS 图1.2,Exmor Super35 CMOS成像器
     低照度CMOS
    图1.3  彩色高清CMOS单板机
     国内低照度CMOS发展现状
    相比西方发达国家,我国对其研究基本上是处于追随国外先进技术的阶段,尽管在该研究领域我国依然与国外存在着诸多的差距,但近年来国内在该领域也得到了快速发展和可喜的进步。
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