源跟隨放大器的電流源位于列總線末端。主動(dòng)式像素傳感器的工作原理和被動(dòng)式像素傳感器基本一致:

   1)啟動(dòng)RST開關(guān),光敏二極管被反向偏置或復(fù)位。

   2)曝光過程中,光子吸收產(chǎn)生電子-空穴對,載流子在電場下分離,光敏二極管反向電壓減小。

    3)曝光結(jié)束后,像素尋址,通過源跟隨器測量電壓的變化量,并將其記錄在列總線上。接下來,光敏二極管被再次通過激活RsT開關(guān)而復(fù)位。主動(dòng)式像素的概念在⒛世紀(jì)⒛年代中期非常流行,解決了大量的噪聲問題。然而,由復(fù)位而引起的佬℃噪聲并沒有得到解決。

LL4451

   為了解決″℃噪聲問題,在CCD中廣泛使用的釘扎光敏二極管技術(shù)被引人到了CMOs圖像傳感器中。釘扎光敏二極管像素因采用相關(guān)雙采樣(∞¨lated-Double⒌mphng,CDS)技術(shù),能消除復(fù)位帶來的噪聲,源跟隨晶體管的1〃噪聲,以及直流偏移,具有很大的優(yōu)勢[:]。CMOS圖像傳感器中的CDS技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)于光柵主動(dòng)式像素傳感器(APS)中[9]。跟CCD一樣,可采用CDS的CMOS圖像傳感器,是一項(xiàng)提升CMOS圖像傳感器性能的巨大突破。 如圖7.5所示的具有釘扎光敏二極管(PPD)的主動(dòng)式像素傳感器(APS)被認(rèn)為是光柵APS的一次改進(jìn),它結(jié)合了CDs帶來的低噪聲性能和光敏二極管的高靈敏度和小暗電流的優(yōu)點(diǎn)[10,1I]。圖7.5中右側(cè)部分具有與主動(dòng)式像素傳感器相同的結(jié)構(gòu)。盡管此結(jié)構(gòu)與圖7,4概念上是相同的,但其功能是不同的。圖7.5右側(cè)部分僅僅作為像素的讀出部分:源跟隨放大器將感測n+讀出節(jié)點(diǎn)上的電 壓,而該讀出節(jié)點(diǎn)的功能是將電荷轉(zhuǎn)化成電壓。像素的光學(xué)傳感部分包含在釘扎光敏二極管內(nèi),如圖7.5的左側(cè)部分所示c釘扎光敏二極管經(jīng)由外部的傳輸門(Ⅸ)連接到讀出電路。利用此概念,可將像素的光學(xué)傳感部分與讀出節(jié)點(diǎn)分離開。