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图像传感器是数字成像系统的主要构建块之一，对整个系统性能有很大影响。两种主要类型的图像传感器是电荷耦合器件 (CCD) 和 CMOS 成像器。在本文中，我们将了解 CMOS 图像传感器的基础知识。 查看我们关于电荷耦合器件 (CCD) 图像传感器的系列。您可以从 CCD 的结构和功能开始。 1 CMOS 光电探测器 大多数 CMOS 光电探测器都基于 PN 结光电二极管的操作。当光电二极管反向偏置（且反向电压小于雪崩击穿电压）时，与入射光强度成正比的电流分量将流过二极管。该电流分量通常称为光电流。 由于光电流随光强度线性增加，我们可以使用光电二极管来构建光电探测器。这种光检测结构的抽象表示如下所示。
复位开关在曝光周期开始时闭合，以将光电二极管反向偏置到电压 VD。接下来，开关打开并产生与入射光强度成正比的光电流。该电流在飞安到皮安的范围内，并且太小而无法直接测量。如果我们让光电二极管暴露在光线下一段时间，tint，电流将在二极管电容 CD 上积分。存储的电荷为我们提供了更容易测量的更强的累积信号。此外，合并的平均过程使累积信号更忠实地表示测量的光强度，尤其是在处理微弱或嘈杂的信号时。 请注意，阱容量 Qwell 设置了 CD 可以容纳的电荷量的上限。超过一定的光强，二极管将饱和，累积电荷将等于上图所示的最大值。因此，必须谨慎选择整合期。 另一个应考虑的非理想效应是，除了光电流之外，还有另一种称为暗电流的电流分量流过二极管。暗电流是在没有光的情况下产生的电流。必须最小化该电流分量以最大化器件灵敏度。 2CMOS 图像传感器框图 CMOS 图像传感器的基本结构如下图所示。
二维阵列的光电探测器用于检测入射光强度。光电检测器产生的电荷被转换为电压信号，并通过“行选择”和“列选择”开关阵列传递到输出放大器。ADC 用于将放大的信号数字化。 为了执行读出，给定行的像素值被并行传输到一组存储电容器（上面未示出），然后这些传输的像素值被顺序读出。 上图显示了 APS（主动像素传感器）架构。在 APS 设备中，每个像素位置不仅包含光电二极管，还包含一个放大器。一种更简单的架构，称为 PPS（无源像素传感器），不会将放大器集成到像素中。在 DPS（数字像素传感器）
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