CMOs像素结构

   CMOS图像传感器在原理上具有与数字存储器非常相似的结构,如图7.2所示,它由以下部分组成:

   1)像素阵列,其中每LL4446个像素含有至少一个光敏二极管和一个寻址晶体管,像素数量为从ⅤGA尺寸的33万到专业应用的1亿像素(甚至更多)之间。

   2)Y一寻址或扫描寄存器,用于通过激活像素内的寻址晶体管来逐行寻址。

   3)X-寻址或扫描寄存器,用于逐列寻址每列上的像素c4)输出放大器。

   图7,2 二维CMOS图像传感器结构

   像素的基本结构非常简单:n+~p光敏二极管和一个作为一个开关的行选择(RS)寻址晶体管,如图7.3所示。工作原理如下[4]:

   1)曝光开始前,光敏二极管被初始反向偏置到高电压(例如3.3Ⅴ)进行复位。复位操作是通过位于列总线上的电路实现的(未显示在图中)。为了进行像素复位,需激活行选择(RS)开关(像素寻址晶体管导通)以使像素连接到列总线。一旦像素被复位,Rs开关将被关闭,曝光就可以开始。

   2)曝光时,光敏二极管的n+区域(阴极)保持悬浮状态。人射光子被硅吸收从而产生电子-空穴对。光敏二极管n+~p结两端的电场将使这两种载流子分离。其中,电子将移动到光敏二极管的n+侧,空穴将移动到光敏二极管p衬底侧。此时,光敏二极管的反向电压将会减小。