CMOs像素結構

   CMOS圖像傳感器在原理上具有與數字存儲器非常相似的結構,如圖7.2所示,它由以下部分組成:

   1)像素陣列,其中每LL4446個像素含有至少一個光敏二極管和一個尋址晶體管,像素數量為從ⅤGA尺寸的33萬到專業應用的1億像素(甚至更多)之間。

   2)Y一尋址或掃描寄存器,用于通過激活像素內的尋址晶體管來逐行尋址。

   3)X-尋址或掃描寄存器,用于逐列尋址每列上的像素c4)輸出放大器。

   圖7,2 二維CMOS圖像傳感器結構

   像素的基本結構非常簡單:n+~p光敏二極管和一個作為一個開關的行選擇(RS)尋址晶體管,如圖7.3所示。工作原理如下[4]:

   1)曝光開始前,光敏二極管被初始反向偏置到高電壓(例如3.3Ⅴ)進行復位。復位操作是通過位于列總線上的電路實現的(未顯示在圖中)。為了進行像素復位,需激活行選擇(RS)開關(像素尋址晶體管導通)以使像素連接到列總線。一旦像素被復位,Rs開關將被關閉,曝光就可以開始。

   2)曝光時,光敏二極管的n+區域(陰極)保持懸浮狀態。人射光子被硅吸收從而產生電子-空穴對。光敏二極管n+~p結兩端的電場將使這兩種載流子分離。其中,電子將移動到光敏二極管的n+側,空穴將移動到光敏二極管p襯底側。此時,光敏二極管的反向電壓將會減小。