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当前位置：&>>&&>>&&>>&CMOS图像传感器发展现状
　　摘 要：& 文章主要介绍了CMOS 图像传感器的结构、单元电路、发展背景及其发展现状。
　　1& 引言
　　70 年代初期，随着MOS 技术的成熟，三种典型的固体图像传感---电荷件（CCD） 、电荷注入器件（CID） 、光敏二极管阵列（PDA） 得到了发展。
　　到80 年代中期，基于这三种固体图像传感器技术的摄像机逐渐投放市场。在这三种固体图像传感器中，CCD 发展最为迅速。到90 年代初，CCD 技术已比较成熟，在微光下，具有每个像元几个的成像能力，且CCD 技术已得到非常广泛的应用。目前出售的每种摄录机和PC 相机都是基于CCD 技术。
　　随着CCD 应用范围的扩大，其缺点逐渐显露出来。CCD 光敏单元阵列难与驱动电路及信号处理电路单片集成，不易处理一些模拟和数字功能，这些功能包括模/ 数转换器、精密放大器、存贮器、运算单元等元件的功能；CCD 阵列驱动脉冲复杂，需要使用相对高的工作电压，不能与深亚微米超大规模集成（） 技术兼容。为此，人们又开发了另外几种固体图像传感器技术，其中，最引人注目最有发展潜力的是采用标准的CMOS 技术来生产图像传感器，即CMOS 图像传感器。
　　到80 年代中期，CMOS 技术逐渐成熟。90 年代初期，可为数字系统设计百万个或更多。
　　采用标准CMOS 技术生产实用像元尺寸质量高的固体图像传感器已成为可能。已能够制作出尺寸比可见光波长小的CMOS 晶体管结构，可以在一个像元内集成多个晶体管。采用CMOS 技术可以将图像传感器阵列、驱动和控制电路、信号处理电路、模/数转换器、全数字接口电路等完全集成在一起，可以实现单芯片成像系统。这种片上摄像机用标准逻辑电源电压工作，仅消耗几十毫瓦的功率。
　　本文将介绍CMOS 图像传感器的历史背景，描述其基本结构，像元电路及其发展现状。
　　2& 历史背景
　　CMOS 图像传感器能够快速发展， 一是基于CMOS 技术的成熟，二是得益于固体图像传感器技术的研究成果。到1997 年，已有采用0. 15μm 设计规则，试制成功了集成度高达8. 8 ×109 个元件的的报道，实用CMOS 技术的特征尺寸已达到0. 35μm.
　　在CMOS 图像传感器和CCD 像感器诞生之前，已经有MOS 像感器了。60 年代，有许多研究机构采用NMOS ,PMOS 或双极工艺技术研究固体图像传感器， 并取得了不同程度的成功。1963 年，Morrison 报道了一种用光导效应测定光斑位置的结构。1964 年， IBM 报道了通过一个网络寻址的n - p - n 结阵列扫描器，这种扫描器产生与入射光强成比例的输出脉冲。1966 年，西屋公司报道了一个（50 ×50） 元的单片式光敏晶体管阵列。以上这些传感器都产生与瞬间入射光强成比例的信号，不能输出任何有意义的积分光生信号。结果这些器件的灵敏度低，像元内需要有信号增益。
　　1967 年，仙童公司的Weckler 提出了以光子通量积分模式工作的p - n 结，光电流收集在反向偏置的p - n 结中，并提出了采用PMOS 开关读出积分电荷的方法。1968 年，仙童首次报道了（100 ×100） 元的光敏二极管阵列。
　　也是在1967 年，RCA 报道了（180 ×180） 元的CdS/ CdSe 薄膜晶体管（ TFT） 和阵列，这种阵列包含有以顺序寻址像元的自扫描互补逻辑电路。还首次报道了电池驱动的无线摄像机，这种摄像机研制出来证明了自扫描图像传感器阵列的功能。
　　1968 年，英国Plessey 的Noble 在一篇文章中描述了几种自扫描硅图像传感器阵列结构，描述了表面光敏二极管和埋沟道光敏二极管，讨论了用于读出的电荷积分放大器，还报道了首次用于像元内信号读出缓冲的MOS 源跟随晶体管。1969 年，Chamberlain 描述了改进的图像传感器模式和传感器工作方式。1970 年，Fry Noble 和Ryceoft 在一篇文章中探讨了固定图形噪声（ FPN） .直到目前，固定图形噪声仍被看作是MOS 和CMOS 像感器的主要问题。
　　1970 年，CCD 像感器诞生。它的固定图形噪声基本可以忽略，这是CCD 在多种固体图像传感器中被广泛采用的主要原因之一。
　　70 年代和80 年代，当人们热衷于发展CCD 的同时，仅有日立、三菱等几个研究机构从事MOS 图像传感器的研究。日立公司开发了三代MOS 像感器，并率先推出了基于MOS 像感器技术的摄录机。
　　后来，也许是残余的热噪声的原因，日立最终放弃了在MOS 像感器方面的努力。
　　80 年代后期，当CCD 在可见光成像方面唱主角的时候，混合式红外焦平面阵列和高能物理粒子/光子极点探测器，却避免使用CCD.混合式红外焦平面阵列后来多采用CMOS 多路传输器作为信号读出电路。
　　进入90 年代，由于对小型化、低功耗和低成本成像系统消费需要的增加，关于CMOS 图像传感器的研究工作开始活跃起来。苏格兰爱丁堡大学和瑞典Linkoping 大学的研究人员分别进行了低成本的单芯片成像系统开发，喷气推进实验室（J PL） 研究开发的高性能成像系统，其目标是满足NASA 对高度小型化、低功耗成像系统的需要。他们在CMOS图像传感器研究方面取得了令人满意的结果，并推动了CMOS 图像传感器的快速发展[3 ] .近来，CMOS 图像传感器已成为固体图像传感器研究开发热点。
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具体来看，传感器就是将外界的各种信息转换为可测量可计算的号，经过设置的程序输出结果，发送指令使各种事物可以不由人控制而只是由外界条件的变化自觉地调整行为。应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术，其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用，才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。所以说，在引进国外先进技术中，也需要满足国内市场的需求，形成了传感器生产产业规模。随着技术环境的不断完善,也将加速传感器的使用。同时，物联网传感器的不断创新，在这个智能时代中发挥着无法取代的重要作用。
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热门搜索：光学弧焊传感器的发展状况及其控制技术--《焊管》1998年01期
光学弧焊传感器的发展状况及其控制技术
【摘要】：介绍了用于焊缝成形控制、焊缝自动跟踪控制、电弧诊断等弧焊用光学传感器的发展现状，通过对各类光学传感器自动控制系统的技术分析，指出光学传感器将是跟踪传感器的重要发展方向。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TG444,TG444【正文快照】：
光学弧焊传感器的发展状况及其控制技术胡胜钢李俊岳裴雪梅（天津大学３０００７２）（上海合众汽车零部件公司）摘要介绍了用于焊缝成形控制、焊缝自动跟踪控制、电弧诊断等弧焊用光学传感器的发展现状，通过对各类光学传感器自动控制系统的技术分析，指出光学传感器将是跟
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