网络信息:ccd和cmos的异同

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CCD传感器和CMOS传感器是目前广泛使用的两种图像传感器。两者都使用光敏二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据，但主要区别在于数字数据传输方式的不同。一般来说，普通数码相机使用的CCD芯片成像质量更好。

CCD传感器和CMOS传感器是目前广泛使用的两种图像传感器。两者都使用光敏二极管进行光电转换，将图像转换为数字数据，但主要区别在于数字数据传输方式的不同。一般来说，普通数码相机使用的CCD芯片成像质量更好。CCD是目前比较成熟的成像器件，CMOS被认为是未来的成像器件。

与CCD CMOS相同

这两种类型的传感器检测光线的方式完全相同。入射光子撞击硅原子，硅原子是半导体。当这种情况发生时，原子中的一个电子被提升到更高的能级(轨道)，这被称为导带。硅通常表现得像绝缘体，所以它的电子不能四处移动。但是一旦电子被提升到导带，它就可以自由地移动到其他相邻的原子，就像硅是金属一样。绝缘体变成导体的原因——这就是为什么硅被称为半导体。在光学传感器中，这些现在可移动的电子被称为光电子。

这两种类型的传感器都使用像素。一个像素只是一个很小的方形硅区域，用来收集和保存这些光电子。通常的比喻是田地里的一系列水桶，每个水桶收集雨水。如果你想知道田地的任何地方下了多少雨，你只需要测量每个水桶的满度。到目前为止，CCD和CMOS的一切都是一样的；这是一个非常不同的测量过程。

不同于CCD和CMOS

电荷耦合器件(CCD)是一种更古老、更成熟的技术。这些芯片由NMOS或PMOS技术制成，这种技术在20世纪70年代很流行，但现在很少使用。在读出过程中，CCD将电子从一个像素移动到另一个像素，就像水桶旅行一样。它们通过传感器角落的检测放大器一个接一个地被移出。这样做最大的好处就是每个像素都是以同样的方式测量的。使用单个读出放大器使得读出过程非常一致。以这种方式，可以生成具有低固定模式噪声和读取噪声的高质量数据。像素没有浪费空间，这是CMOS传感器的问题。将所有的光电子混合到器件的一个角落确实限制了读出速度；

现代电子产品大多采用CMOS工艺或互补金属氧化物半导体制造。CMOS器件使用NMOS和PMOS晶体管，这使它们具有出色的开关特性。其他电子元件，如模数转换器，可用于构建使用CMOS技术的传感器。CMOS传感器中的每个像素都有自己的读出放大器，通常传感器的每列都有一个A/D转换器。这使得非常快速地读出阵列成为可能。位于每个像素中的晶体管占据一些空间，导致低灵敏度和阱深。除了速度，开发CMOS传感器的主要动机是成本，而不是性能。多年来，CMOS传感器的灵敏度、噪声和暗电流性能都远远低于CCD传感器。

CMOS传感器不需要复杂的外部时钟驱动器电子器件，并且可以产生精确的电压和波形来移动传感器周围的电荷。它们不需要复杂的外部读出电子设备、双相关采样器和A/D转换器。读出所需的所有电子元件都内置在传感器中。该芯片只需要一个干净的电源来提供良好的图像，可以直接数字化读出。这也是CMOS传感器在成本上有很大优势的原因。也就是说，对于科学应用，无论传感器类型如何，支持传感器冷却所需的额外机械和电子硬件仍然是主要的成本驱动因素。

随着时间的推移，更成熟的CCD技术已经通过许多创新得到了增强，无论尺寸大小。行间传感器是专为更高的速度和无快门操作。光在芯片顶部的读出电极周围被引导，并添加微透镜以提高灵敏度。背照式减薄传感器阻止光线穿过电极等结构，量子效率接近100%；然而，精确地使传感器变薄是困难且昂贵的。一个电子倍增器设备(EMCCD)具有令人难以置信的低读取噪声也已经开发出来。其中一些创新也可以应用于CMOS传感器，包括背照式和微透镜技术。例如，其他EMCCD技术专用于CCD架构。当然，CMOS器件制造商已经采用了适当的技术来提高传感器的性能。这有助于缩小CMOS和CCD之间的成像性能差距。

除了这些技术之外，CMOS传感器的整体架构也得到了改进。例如，使用各种方法来减少读出晶体管对传感器的敏感区域的影响，并且使用其他方法来减少电噪声。一些现代CMOS传感器具有与CCD传感器相同的性能，并且在某些情况下在某些方面超过了它们的性能。最近的科学CMOS器件，如GPixel GENSE400BSI，具有极高的量子效率和极低的读取噪声，在某些工作模式下约为1.5个电子。

长曝光应用的主要缺点之一是“放大器发光”现象。这是片内放大器引起的杂散光。所有偏置半导体都通过LED的相同机制工作。

产生少量光。通过在长时间曝光期间降低提供给片上放大器的电压，可以在 CCD 传感器上轻松克服这种寄生发光。CMOS 传感器在板上具有更多的有源电子器件，并且它们通常在成像期间不能关闭或处于低功率状态。因此，传感器通常可以在几分钟内因放大器发光而饱和。即使使用较短的曝光和堆叠，也会产生光子散粒噪声和额外的读取噪声。在目前的技术状态下，放大器发光对于诸如天文学的长曝光应用来说可能是一个显着的缺点。

简单总结

如今的 CMOS 传感器由于其低成本和快速读出速度而在视频，智能手机和 DSLR(数码相机)应用中成为 CCD 传感器的主导。他们也正在进入科学应用领域。随着时间的推移，我们可以预期 CMOS 将在更高性能的应用中逐渐取代 CCD。CCD 技术目前在井深，放大器发光和大阵列传感器方面仍具有优势。但差距继续缩小，我们预计在未来 5 到 10 年内，许多高性能成像应用中都会出现 CMOS 替代 CCD。但是，有一段时间内，最高性能的应用仍然可以使用 EMCCD 或背照式薄型 CCD 技术。

以上就是关于ccd 和 cmos 的异同这方面的一些信息了 小编整理的这些讯息希望对童鞋们有所帮助。