CMOS（Complementary Metal－Oxide－Semiconductor），中文學(xué)名為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，它本是計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導(dǎo)最基本的資料。

CMOS的制造技術(shù)和一般計算機(jī)芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶N（帶－電） 和 P（帶＋電）級的半導(dǎo)體，這兩個互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。

后來發(fā)現(xiàn)CMOS經(jīng)過加工也可以作為數(shù)碼攝影中的圖像傳感器，按像素結(jié)構(gòu)，CMOS傳感器可分為被動式與主動式兩種。

被動式

被動式像素結(jié)構(gòu)（Passive Pixel Sensor．簡稱PPS），又叫無源式。它由一個反向偏置的光敏二極管和一個開關(guān)管構(gòu)成。光敏二極管本質(zhì)上是一個由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的PN結(jié)，它可等效為一個反向偏置的二極管和一個MOS電容并聯(lián)。當(dāng)開關(guān)管開啟時，光敏二極管與垂直的列線（Column bus）連通。位于列線末端的電荷積分放大器讀出電路（Charge integrating amplifier）保持列線電壓為一常數(shù)，當(dāng)光敏二極管存貯的信號電荷被讀出時，其電壓被復(fù)位到列線電壓水平，與此同時，與光信號成正比的電荷由電荷積分放大器轉(zhuǎn)換為電荷輸出。

主動式

主動式像素結(jié)構(gòu)（Active Pixel Sensor．簡稱APS），又叫有源式，如圖2所示． 幾乎在CMOS PPS像素結(jié)構(gòu)發(fā)明的同時，人們很快認(rèn)識到在像素內(nèi)引入緩沖器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素內(nèi)都有自己的放大器。集成在表面的放大晶體管減少了像素元件的有效表面積，降低了“封裝密度”，使40％～50％的入射光被反射。這種傳感器的另一個問題是，如何使傳感器的多通道放大器之間有較好的匹配，這可以通過降低殘余水平的固定圖形噪聲較好地實現(xiàn)。由于CMOS APS像素內(nèi)的每個放大器僅在此讀出期間被激發(fā)，所以CMOS APS的功耗比CCD圖像傳感器的還小。

未來發(fā)展及應(yīng)用

21世紀(jì)初，全球CMOS圖像傳感器市場在PC攝像機(jī)、移動通信市場、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)市場市場等領(lǐng)域獲得大幅度增長，在未來的幾年時間內(nèi)，在130 萬像素至200萬像素之下的產(chǎn)品中，將開始以CMOS傳感器為主流。以小型化和低功耗CMOS圖像傳感器為核心的攝像機(jī)正在成為消費類產(chǎn)品的主流，上述領(lǐng)域?qū)閳D像傳感器市場帶來巨大發(fā)展。

審核編輯：符乾江