CMOS有源像素传感器特性分析与优化设计

设计了一个三管有源像素和其用开关电容放大器实现的双采样读出电路.该电路被嵌入一64×64像素阵列CMOS图像传感器,在Chartered公司0.35μm工艺线上成功流片.在8μm×8μm像素尺寸下实现了57%的填充因子.测得可见光响应灵敏度为0.8V/(lux·s),动态范围为50dB.理论分析和实验结果表明随着工艺尺寸缩小,像素尺寸减小会使光响应灵敏度降低.在深亚微米工艺条件下,较深的n阱/p衬底结光电二极管可以提供合理的填充因子和光响应灵敏度.     

Design,Analysis,and Optimization of a CMOS Active Pixel Sensor

设计了一个三管有源像素和其用开关电容放大器实现的双采样读出电路. 该电路被嵌入一64×64像素阵列CMOS图像传感器，在Chartered公司0.35μm工艺线上成功流片. 在8μm×8μm像素尺寸下实现了57%的填充因子. 测得可见光响应灵敏度为0.8V/(lux·s)，动态范围为50dB. 理论分析和实验结果表明随着工艺尺寸缩小，像素尺寸减小会使光响应灵敏度降低. 在深亚微米工艺条件下，较深的n阱/p衬底结光电二极管可以提供合理的填充因子和光响应灵敏度.     

CMOS有源像素传感器像素级噪声的分析与抑制

像素级的噪声是CMOS图像传感器的主要噪声源之一。针对CMOS有源像素传感器3T结构像素级的噪声问题,分析了3种抑制像素级噪声的方法。分析结果表明,复位晶体管的软复位噪声要小于硬复位噪声的2倍,PMOS管的1/f噪声低于NMOS管的1/f噪声,同时1/f噪声会随着栅面积的减小而增大。通过对像素的噪声分析,完成了3种像素级的集成电路的设计仿真,并采用了0.5μm标准CMOS工艺进行流片制作。测试表明,噪声的相对变化与分析结果吻合。     

深亚微米CMOS有源图像传感器技术

在深亚微米CMOS技术，传统CMOS图像传感器像素结构如PD、PG等受到极大挑战，为了获得良好摄像质量，需要一些CMOS生产工艺的改变和像素结构的革新。     

简化4T像素结构CMOS图像传感器设计与实现

阐述了一种简化4T像素结构的设计。较普通4T像素结构而言,该简化结构像素内部去掉了行选通管,从而提高了像素的填充因子,简化了内部电路设计,减小了版图的面积,消除了行选通管引入的随机噪声。该像素结构采用0.11μm CIS工艺,成功应用于一款像素阵列为640×480的CMOS图像传感器芯片,经过流片测试,芯片整体性能达到了预期的设计目标。     

一种新型CMOS图像传感器的设计

为了提高CMOS图像传感器的图像质量,通过对图像主要的噪声源以及图像失真的分析,提出一种新型的CMOS有源像素图像传感器.该CMOS图像传感器使用4T有源像素,大大提高了图像传感器的灵敏度.通过在传感器中集成图像预处理功能,对改善图像的质量起到了很好的效果.     

新型CMOS图像传感器及其应用

主要介绍CMOS图像传感器的发展现状、最新进展、市场前景及其在医学上的应用。     

CMOS图像传感器的研究新进展

随着超大规模集成技术的发展,CMOS图像传感器显示出了强劲的发展趋势.简要介绍了CMOS图像传感器的发展历程,在分析CCD和CMOS图像传感器工作原理的基础上,对比了CMOS图像传感器与CCD的特点.重点描述了国外CMOS图像传感器的最新商业化产品状况,同时给出了一些产品的性能参数,最后展望了CMOS图像传感器的未来发展趋势.     

基于标准CMOS工艺的有源像素单元结构的研究

基于标准N阱互补金属氧化物半导体集成电路(CM O S)工艺,设计了P /N-w e ll/P-sub光电管结构和传统的N /P-sub光电管结构的有源像素单元。像素单元面积为100μm×100μm,感光面积百分比分别为77.6%和89%,采用了上华0.6μm两层金属两层多晶硅CM O S工艺研制。测试分析结果表明P /N-w e ll/P-sub结构在暗电流大小,光照响应信号大小,感光灵敏度和感光动态范围上均优于传统的N /P-sub结构。通过改变复位信号频率,将P /N-w e ll/P-sub结构像素的感光动态范围提高到139.8 dB,改善了有源像素的感光性能。     

New Active Digital Pixel Circuit for CMOS Image Sensor

A new active digital pixel circuit for CMOS image sensor is designed consisting of four components: a photo-transducer, a preamplifier, a sample & hold (S & H) circuit and an A/D converter with an inverter. It is optimized by simulation and adjustment based on 2 μm standard CMOS process. Each circuit of the components is designed with specific parameters. The simulation results of the whole pixel circuits show that the circuit has such advantages as low distortion, low power consumption, and improvement of the output performances by using an inverter.     

一种6T像素全局曝光CMOS图像传感器

提出了一种基于6T像素结构的全局曝光CMOS图像传感器。通过采用PPD结构的6T像素、高复位电平和低阈值器件,提高了动态范围,并优化设计了像素单元的版图,使之获得较高的填充系数;模拟读出电路部分,通过采用双采样、增益放大和减小列级固定模式噪声(FPN)处理,以及对列选控制电路进行优化,减小了对全局PGA的运放设计要求。芯片的工作频率为20MHz,动态范围为66dB,实现了全局曝光方式CMOS图像传感器的设计。     

A New CMOS Image Sensor with a High Fill Factor and the Dynamic Digital Double Sampling Technique

介绍了基于0.35μm工艺设计的单片CMOS图像传感器芯片.该芯片采用有源像素结构,像素单元填充因数可达到43%,高于通常APS结构像素单元30%的指标.此外还设计了一种数字动态双采样技术,相对于传统的双采样技术(固定模式噪声约为0.5%),数字动态双采样技术具有更简洁的电路结构和更好抑制FPN噪声的效果.传感器芯片通过MPW计划采用Chartered 0.35μm数模混合工艺实现.实验结果表明芯片工作良好,图像固定模式噪声约为0.17%.     

一种具有高填充因数和动态数字双采样技术的CMOS图像传感器

介绍了基于0.35μm工艺设计的单片CMOS图像传感器芯片.该芯片采用有源像素结构,像素单元填充因数可达到43%,高于通常APS结构像素单元30%的指标.此外还设计了一种数字动态双采样技术,相对于传统的双采样技术(固定模式噪声约为0.5%),数字动态双采样技术具有更简洁的电路结构和更好抑制FPN噪声的效果.传感器芯片通过MPW计划采用Chartered 0.35μm数模混合工艺实现.实验结果表明芯片工作良好,图像固定模式噪声约为0.17%.     

基于4T结构的高灵敏度CMOS图像传感器设计

基于0.35μm工艺,设计了应用于低光照环境下的低噪声、高灵敏度CMOS图像传感器。该图像传感器采用PPD 4T像素结构,像素阵列512×512,包含列级运放、水平移位寄存器、逻辑控制单元、单斜率模数转换器和偏置电路等模块。通过采用低噪声PPD 4T像素结构、低噪声列级放大器电路结构,以及对版图的优化设计等措施实现了低噪声、高灵敏度的CMOS图像传感器设计。