图像传感器
NMOS线性图像传感器
S3902 / S3903系列
电流输出，高灵敏度的紫外线，优异的线性度，低功耗
NMOS线性图像传感器是专门为检测器，用于多通道光谱仪的设计的自扫描光电二极管阵列。扫描
电路由N沟道MOS晶体管，工作在低功耗和易于处理。每个光电二极管有一个大活跃
面积，高灵敏度的紫外线还非常低的噪声， / N即使在低光照水平提供一个高S 。 NMOS线性图像传感器还具有出色的输出
线性度和动态范围宽。
S3902系列的光电二极管具有0.5毫米的高度，并以50微米的间距排列在一行中。 S3903系列的光电二极管还
具有0.5毫米的高度，但排列以25微米的间距。光电二极管是在3个不同的像素数量可为每个系列： 128
（ S3902-128Q ） ， 256 （ S3902-256Q ， S3903-256Q ） ， 512 （ S3902-512Q ， S3903-512Q ）和1024 （ S3903-1024Q ） 。石英玻璃的标准窗口
材料。
特点
应用
l
广泛的活动区域
像素间距为50μm （ S3902系列）
25微米（ S3903系列）
像素高度为0.5mm
l
具有良好的稳定性高UV灵敏度
l
低暗电流和高饱和电荷使长
积分时间和在室温下具有宽的动态范围
l
出色的输出线性度和灵敏度空间均匀性
l
低功耗：最大1 mW 。
l
起始脉冲和时钟脉冲是兼容CMOS逻辑
l
多通道分光光度法
l
图像读出系统
图1所示的等效电路
开始
时钟
时钟
st
1
2
DEGITAL移位寄存器
（ MOS移位寄存器）
扫描结束
图2活动区域结构
活跃
光电二极管
ACTIVE视频
VSS
饱和
控制门
饱和
控制漏极
DUMMY二极管
1.0 m
400 m
b
a
1.0 m
虚拟视频
氧化硅
KMPDC0020EA
N型硅
P型硅
S3902系列：A = 50微米， B = 45微米
S3903系列中：a = 25微米时，b = 20微米
KMPDA0107EA
s
绝对最大额定值
参数
输入脉冲（ φ1 ，
φ2 ， φST ）
电压
功耗*
1
工作温度*
2
储存温度
*1: Vφ=5.0 V
* 2 ：不结露
符号
Vφ
P
TOPR
TSTG
价值
15
1
-40至+65
-40至+85
0.5 mm
单位
V
mW
°C
°C
NMOS线性图像传感器
s
外形规格
参数
像素数
包长
引脚数
窗口材料*
3
重量
* 3 ：光纤板是可用的。
S3902 / S3903系列
S3903-
S3903-
256Q
512Q
256
512
31.75
22
石英
3.0
S3903-
1024Q
1024
40.6
3.5
单位
-
mm
-
-
g
S3902-
S3902-
128Q
256Q
128
256
31.75
22
石英
3.0
S3902-
512Q
512
40.6
3.5
s
产品规格（ TA = 25 ° C）
参数
符号
像素间距
-
像素高度
-
光谱响应范围
200-1000
λ
（峰值的10％）
峰值灵敏度波长
-
600
λp
4
光电二极管的暗电流*
I
D
-
0.08
光电二极管电容*
4
CPH
-
4
4, 5
饱和曝光* *
ESAT
-
180
4
饱和输出费*
QSAT
-
10
光致响应非均匀性*
6
PRNU
-
-
* 4 ： VB = 2.0 V， Vφ = 5.0 V
* 5： 2856 K，钨灯
* 6：饱和度的50％ ，但不包括与开始像素和最后一个像素
S3902系列
分钟。
典型值。
马克斯。
-
50
-
-
0.5
-
-
0.15
-
-
-
±3
S3903系列
分钟。
典型值。
马克斯。
-
25
-
-
0.5
-
200-1000
-
-
-
-
-
-
600
0.04
2
180
5
-
-
0.08
-
-
-
±3
单位
m
mm
nm
nm
pA
pF
MLX ·S
pC
%
s
电气特性（Ta = 25 ° C）
参数
时钟脉冲（ φ1 ，
φ2)
电压
符号
条件
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
高Vφ1 ， Vφ2 （H ）
低Vφ1 ， Vφ2 （L）的
高
Vφs （H）的
启动脉冲（ φST ）电压
低
Vφs （L）的
7
视频偏置电压*
Vb
饱和度控制栅极电压
Vscg
饱和度控制漏极电压
Vscd
trφ1 ， trφ2
时钟脉冲（ φ1 ，
φ2)
上升/下降时间*
8
tfφ1 ， tfφ2
时钟脉冲（ φ1 ，
φ2)
脉冲宽度
tpwφ1 ， tpwφ2
启动脉冲（ φST ）上升/下降时间
trφs ， tfφs
启动脉冲（ φ1 ，
φ2)
脉冲宽度
tpwφs
启动脉冲（ φST ）和时钟脉冲
tφov
（ φ2 ）重叠
时钟脉冲的空间
*
8
X
1
, X
2
9
数据速率*
f
视频延迟时间
时钟脉冲（ φ1 ，
φ2)
线路电容
饱和度控制栅极（ Vscg ）
线路电容
视频线电容
TVD
Cφ
CSCG
C
V
S3902系列
分钟。
典型值。
马克斯。
4.5
5
10
0
-
0.4
4.5
10
Vφ1
0
-
0.4
1.5
Vφ - 3.0 Vφ - 2.5
-
0
-
-
Vb
-
-
200
-
200
200
20
-
20
-
-
-
-
-
-
-
S3903系列
分钟。
典型值。
马克斯。
4.5
5
10
0
-
0.4
4.5
10
Vφ1
0
-
0.4
1.5
Vφ - 3.0 Vφ - 2.5
-
0
-
-
Vb
-
-
200
-
200
200
TRF - 20
0.1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
20
-
20
-
-
-
-
80 (-256 Q)
120 (-512 Q)
160 (-1024 Q)
27 (-256 Q)
50 (-512 Q)
100 (-1024 Q)
12 (-256 Q)
24 (-512 Q)
45 (-1024 Q)
10 (-256 Q)
16 (-512 Q)
30 (-1024 Q)
-
-
-
-
-
-
2000
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
单位
V
V
V
V
V
V
V
ns
ns
ns
ns
ns
ns
千赫
ns
ns
ns
pF
pF
pF
pF
pF
pF
pF
pF
pF
-
TRF - 20
-
0.1
-
50％的
-
饱和
9, 10
* *
-
-
5 V偏压
-
-
-
5 V偏压
-
-
-
2 V偏压
-
-
-
-
-
2000
-
70 (-128 Q)
-
110 (-256 Q)
-
140 (-512 Q)
-
21 (-128 Q)
-
36 (-256 Q)
-
67 (-512 Q)
-
12 (-128 Q)
-
20 (-256 Q)
-
35 (-512 Q)
-
7 (-128 Q)
-
11 (-256 Q)
-
20 (-512 Q)
* 7 ： Vφ是输入脉冲电压（参照图8）的
* 8 ： TRF是在时钟脉冲的上升或下降时间。的时钟脉冲空间“上升时间/下降时间 - 20 ”NS （纳秒级）以上的应
如果时钟脉冲上升或下降输入时间长于20纳秒。 （参照图7）
* 9 ： VB = 2.0 V， Vφ = 5.0 V
* 10 ：测量与C7883驱动电路。
NMOS线性图像传感器
终奌站
φ1, φ2
ST
VSS
Vscg
Vscd
输入或输出
输入
（ CMOS逻辑兼容）
输入
（ CMOS逻辑兼容）
-
输入
输入
S3902 / S3903系列
ACTIVE视频
产量
虚拟视频
VSUB
扫描结束
NC
产量
-
产量
（ CMOS逻辑兼容）
-
描述
脉冲用于操作该MOS移位寄存器。的视频数据速率是
等于时钟脉冲频率从视频输出信号是
同的上升得到同步
φ2
脉搏。
脉冲启动MOS移位寄存器的操作。的时间间隔
开始脉冲之间是相等的信号积累时间。
连接到每个光电二极管的阳极。这应该是
接地。
用于限制绽放。这应接地。
用于限制绽放。这应该在一个电压被偏置
等于视频偏置电压。
视频输出信号。连接到光电二极管阴极时，
地址是。一个正电压，应适用于该视频
在命令行使用光电二极管与一个反向电压。当
振幅
φ1
和
φ2
是5伏， 2的视频偏置电压V是
推荐使用。
此具有相同的结构，在有效视频，但不
连接到光电二极管，所以只有尖峰噪声是输出。这
应在等于有效视频的电压被偏置或保留为
当不需要时开路。
连接到硅衬底。这应接地。
这应该是拉在5 V通过使用一个10kΩ的电阻。这是一个
该同步地显示与负向脉冲
φ2
计时权后的最后一个光电二极管解决。
应接地。
图5光谱响应（典型的例子）
0.3
（ TA = 25 ° C）
图6输出电荷与曝光
10
2
（典型值VB = 2 V ，V = 5 V ，光源： 2856 K）
照片灵敏度（ A / W）
10
1
输出电荷（ PC）
0.2
10
0
饱和
收费
S3902系列
10
–1
0.1
S3903系列
10
–2
饱和曝光
0
200
400
600
800
1000
1200
10
–3
10
–5
10
–4
10
–3
10
–2
10
–1
10
0
波长（nm ）
KMPDB0149EA
曝光（ LX
·
s)
KMPDB0117EA
s
图像传感器的结构
在NMOS图像传感器包含一个由扫描电路的
向上的MOS晶体管，光电二极管阵列，以及切换
晶体管阵列，解决每一个光电二极管，都集成
集成在一个单片硅芯片上。图1示出了该电路
NMOS线性图像传感器。
在MOS扫描电路工作在低功率消耗
化，并通过使用一开始产生一个扫描脉冲序列
脉冲和2相的时钟脉冲，以便把在每个AD-
依次打扮。每个地址开关是由一个
使用光电二极管作为源的NMOS晶体管，该
视频线的漏极和所述扫描脉冲输入部
作为栅极。
在光电二极管阵列工作在电荷积分模式
使得输出是正比于光曝光量
肯定（光强度×积分时间） 。
每个小区由一个有源光电二极管和一个虚设的
光电二极管，其分别连接到所述有源
视频线和通过切换晶体管的虚拟视频线
器。每个有源光电二极管也被连接到
通过饱和度控制晶体管的饱和度控制漏，
从而使光电二极管起霜可以通过抑制
接地的饱和度控制的大门。施加脉冲显
最终的饱和度控制栅极触发所有复位。 （请参阅“ AUX-
iliary功能“ 。 ）
图2示出了光电二极管的示意图
有源区。此有源区具有PN结组成的
一个N型扩散层上形成P型硅衬底。
通过光输入产生的信号电荷积累的
电容的电荷在该PN结。的N型扩散
层提供了高灵敏度的紫外线，低暗电流。
NMOS线性图像传感器
s
驱动电路
S3902 / S3903系列不需要任何直流供电电压
用于操作。然而，在VSS ， Vsub的所有NC终端
必须接地。启动脉冲
ST
和2相的时钟脉冲
φ1, φ2
都需要用来驱动移位寄存器。这些启动和
时钟脉冲正向脉冲和CMOS逻辑的COM
兼容。
的2相的时钟脉冲
φ1, φ2
可以是完全
分离或互补。然而，这两种脉冲切不可
是“高”在同一时间。
时钟脉冲的空间（X
1
和X
2
图中的一个“上升时间/下降7 ）
时间 - 20 “NS或更多的应该是，如果输入的上升和下降时间
of
φ1, φ2
比20 ns的时间更长。该
φ1
和
φ2
时钟脉冲
必须在“高”至少200 ns的举行。由于光电二极管
信号在每个上升得到
φ2
脉冲，时钟脉冲
频率将等于视频数据速率。
S3902 / S3903系列
起动脉冲的幅度
ST
是一样的
φ1
和
φ2
脉冲。移位寄存器开始扫描在“高”
等级
φST ，
所以起始脉冲间隔确定的长度
信号的累积时间。该
ST
脉冲必须保持“高”
至少为200毫微秒，并与重叠
φ2
至少为200毫微秒。对
正确操作的移位寄存器中，
φ2
必须改变从
中的“高”电平“高”电平到“低”电平只有一次
φST 。
每个脉冲的时序图如图7所示。
s
扫描结束
扫描（ EOS ）结束信号出现在同步
与
φ2
计时权后的最后一个光电二极管解决，
与EOS终端应使用10拉升在5 V
kΩ电阻。
图7时序图的驱动电路
st
1
2
V S（高）
V秒（ L）的
V
V
V
V
1 (H)
1 (L)
2 (H)
2 (L)
TPW s
TPW 1
图8视频偏置电压裕度
10
TVD
活动视频输出
视频偏置电压（ V）
TPW 2
8
6
扫描结束
OM
EC
R
4
E
ND
ME
D
S
BIA
MA
X.
TR s
st
TF s
视频偏置范围
2
分钟。
0
4
5
6
7
8
9
10
TR 1
TF 1
1
X1
2
吨OV
TR 2
X2
TF 2
时钟脉冲幅度（ V）
s
信号读出电路
有两种方法用于从一个NMOS读出信号
线性图像传感器。一种是采用一个电流检测方法
负载电阻和另一个是电流积分法
使用电荷放大器。在任一读出方法中，正
偏压必须被施加到视频信号的行，因为光电二极管
NMOS的线性图象传感器的阳极被设置为0 V （ Vss的） 。
图8示出一个典型的视频偏置电压裕度。作为时钟
脉冲振幅越高，视频偏置电压可以设置
大，所以饱和电荷可以增加。上升和
视频输出波形的下降时间可以，如果能够缩短
视频偏置电压减小，而时钟脉冲振幅是
仍然较高。时的振幅
φ1, φ2
和
ST
为5 V ，设定
推荐的视频偏置电压为2 V 。
为了获得良好的线性度，利用电流积分法是
建议。在该方法中，积分电容被复位到
紧接每个光电二极管前的基准电压电平
被寻址的信号电荷然后被存储为一个集成
化电容充电时的地址开关导通。图 -
URES 9和10示出一个典型的电流积分电路和其
脉冲时序图。以确保稳定的输出，复位的上升
脉冲必须从秋天至少延迟50纳秒
φ2.
KMPDC0022EA
KMPDB0043EA
滨松提供了以下的驱动电路和相关
产品（另售） 。
产品
名字
型号
C7883
C7883G
司机
电路
C7884
C7884G
C7884-01
C7884G-01
脉冲
C8225-01
发电机
电缆
A8226
内容
快速
驱动电路
C7883
+ C8225-01
精确
驱动电路
C7884
+ C8225-01
精度高
驱动电路
C7884-01
+ C8225-01
C7883,
C7884系列
C7883至
C7885系列
特征
高速运行
单电源供电
（ + 15V ）操作
紧凑
低噪音
良好的输出线性度
棚车波形输出
超低噪音
良好的输出线性度
棚车波形输出
BNC ，长1米
QQ：2880707522 复制
