CMOs像素結(jié)構(gòu)

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

   1)像素陣列,其中每LL4446個(gè)像素含有至少一個(gè)光敏二極管和一個(gè)尋址晶體管,像素?cái)?shù)量為從ⅤGA尺寸的33萬到專業(yè)應(yīng)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(nèi)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(jié)構(gòu)

   像素的基本結(jié)構(gòu)非常簡單:n+~p光敏二極管和一個(gè)作為一個(gè)開關(guān)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(jìn)行復(fù)位。復(fù)位操作是通過位于列總線上的電路實(shí)現(xiàn)的(未顯示在圖中)。為了進(jìn)行像素復(fù)位,需激活行選擇(RS)開關(guān)(像素尋址晶體管導(dǎo)通)以使像素連接到列總線。一旦像素被復(fù)位,Rs開關(guān)將被關(guān)閉,曝光就可以開始。

   2)曝光時(shí),光敏二極管的n+區(qū)域(陰極)保持懸浮狀態(tài)。人射光子被硅吸收從而產(chǎn)生電子-空穴對。光敏二極管n+~p結(jié)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(cè),空穴將移動到光敏二極管p襯底側(cè)。此時(shí),光敏二極管的反向電壓將會減小。