cmos工作原理（CMOS的工作原理）
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本文目录一览：
谁能告诉我CMOS的工作原理？？？
CMOS工作原理
什么是CMOS-IC？
金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。由 MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为 CMOS-IC（ Complementary MOS Integrated Circuit）。
CMOS集成电路的性能特点
微功耗—CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。
高噪声容限—CMOS电路的噪声容限一般在40%电源电压以上。
宽工作电压范围—CMOS电路的电源电压一般为1.5~18伏。
高逻辑摆幅—CMOS电路输出高、低电平的幅度达到全电为VDD，逻辑“0”为VSS。
高输入阻抗--CMOS电路的输入阻抗大于108Ω,一般可达1010Ω。
高扇出能力--CMOS电路的扇出能力大于50。
低输入电容--CMOS电路的输入电容一般不大于5PF。
宽工作温度范围—陶瓷封装的CMOS电路工作温度范围为
- 55 0C ~ 125 0C；塑封的CMOS电路为 – 40 0C ~ 85 0C。
CMOS器件的基本原理及结构
CMOS器件：就是CMOS传感器 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，它本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。其原理是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带-电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
CMOS传感器按为像素结构分被动式与主动式两种。
被动式 ：又叫无源式。它由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，它可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线（Column bus）连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路（Charge integrating amplifier）保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。
主动式： 主动式像素结构（Active Pixel Sensor.简称APS），又叫有源式，如图2所示. 几乎在CMOS PPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40%～50%的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。
CMOS摄像机的成像原理
CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压）信号，信号读取十分简单。
CMOS的制程较简单，没有专属通道的设计，因此必须先行放大再整合各个像素的资料。下图为CMOS成像模块示意图。
扩展资料：
传感器工作流程：
CMOS图像传感器的功能很多，组成也很复杂。它由像敏单元、行列开关、地址译码器和A/D转换器等许多部分组成较为复杂的结构。
这就需要使诸多的组成部分按一定的程序工作，以便协调各组成部分的工作。为了实施工作流程，还要设置时序脉冲，利用它的时序关系去控制各部分的运行次序，用它的电平或前后沿信号去适应各组成部分的电气性能。
CMOS传感器不需要复杂的处理过程，直接将图像半导体产生的电子转变成电压信号，因此就非常快。
这个优点使得CMOS传感器对于高帧摄像机非常有用，高帧速度能达到400到2000帧/秒。这个优点对于眺望高速移动的物体非常有用，然而由于没有高速的数字讯号处理器，所以市场上只有很少的高速摄像机并一般价格都非常高。
参考资料：
大海号 -CMOS摄像机