光柵型有源像素結(jié)構(gòu)(Active Pixel Sensor，PG-APS)

   PG-APS結(jié)合了CCD和X-Y尋址的優(yōu)點，其結(jié)構(gòu)如圖7.42 (c)所示。光生信號電荷積分在光柵(PG)T，輸出前，浮置擴散節(jié)點(A)復(fù)位（電壓為VDD）， JM20339然后改變光柵脈沖，收集在光柵下的信號電荷轉(zhuǎn)移到擴散節(jié)點。復(fù)位電壓水平與信號電壓水平之差就是傳感器的輸出信號。光柵型有源像素結(jié)構(gòu)每個像元采用5個晶體管，典型的像元間距為20x最小特征尺寸。采用0.25 Wn工藝將允許達到5岬的像元間距。讀出噪聲比光敏二極管型有源像素結(jié)構(gòu)要小一個數(shù)量級。PG-APS是以PD-APS為基礎(chǔ)在像素里增加了噪聲控制，因此也增加復(fù)雜性和影響了填充系數(shù)。Photobit的PG-APS產(chǎn)品的讀出噪聲只有5個方均根，而一般PD-APS的讀出噪聲為100個方均根。PD-APS常用干中低性能應(yīng)用，PG．APS用于高性能科學(xué)應(yīng)用和低光照應(yīng)用。

   自美國噴氣推進實驗室( JPL)開始發(fā)展和支持有源像素傳感器在太空上的應(yīng)用之后，一些美國公司也加入了有源像素傳感器的研究，如Kodak、Motorola、Lucent、NationalSemiconductor、Intel和Hewlett-Packard，并取得了很大的進展。有源像素傳感器通常比無源像素傳感器有更多的優(yōu)點，包括低讀出噪聲、高讀出速度和能工作在大型陣列中。但是由于像素和晶體管數(shù)目的增多，惡化了閾值匹配和增益一致性，引發(fā)了固定噪聲問題，而且填

充系數(shù)也變小(20%～30%)。為解決填充系數(shù)的問題，APS引進CCD的微透鏡技術(shù)，使有效填充系數(shù)增為原來的2～3倍。為解決固定噪聲問題，1993年NASA通過采用雙關(guān)取樣(CDS)，消除了像素信號里的部分固定噪聲和相關(guān)的瞬態(tài)噪聲，在CMOS圖像傳感器方面取得了顯著的進步。