主動像素傳感器的結(jié)構(gòu)包括光敏二極管、復(fù)位管、源跟隨器主動放大管和行選讀出晶體管。在此結(jié)構(gòu)中，輸出信號由源跟隨器予以緩沖以增強像元的驅(qū)動能力，其讀出功能受與它相串聯(lián)的行選晶體管RS控制。因源跟隨器不再具備雙向?qū)芰Γ市枇硇信鋫洫毩⒌膹?fù)位晶體管RST。光照射到光敏二極管產(chǎn)生電荷，這些電荷通過源極跟隨器緩沖輸出。當(dāng)讀出管開通時，電荷通過工器具叫線輸出，當(dāng)讀出管關(guān)閉時，復(fù)位管打開對光敏二極管復(fù)位。
由于這種結(jié)構(gòu)相對被動像素傳感器結(jié)構(gòu)在像素單元里增加了有源放大管，于是減小了讀出噪 聲并且它的讀出速度也較快。由于有源像元的驅(qū)動能力較強，列線分布參數(shù)的影響相對較小，因而有利于制作像元陳列較大的器件。另外，由于有源放大管僅在讀出狀態(tài)下才工作，所以CMOS主動像素傳感器的功耗比CCD圖像傳感器還小。這種結(jié)構(gòu)的APS量子效率比較高，由于采用了新的消噪技術(shù)，輸出圖形信號質(zhì)量比以前有許多提高。讀出噪 聲一般為75-100個電子。而像元本身具備的行選功能，對二維圖像輸出控制電路的簡化頗有益處。
但是，主動像素傳感器在提高性能的同時也付出了增加像素單元面積和減小填充系數(shù)的代價。APS像元結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與PPS像元結(jié)構(gòu)相比其填充系數(shù)較小，設(shè)計填充系數(shù)典型值為20%、30%，與行間轉(zhuǎn)移CCD接近，因而需要一個較大的單元尺寸。 |
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