原创 硬件基础——CMOS图像传感器

1. CMOS集成电路

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)利用一对PMOS和NMOS完成逻辑功能设计，结构图如下：

2. 有源像素APS

APS(Active Pixel Sensor)是最新的CMOS图像传感器的像素结构设计，下图为3T-APS的结构电路：

APS的工作过程：

• 复位晶体管Mrst开通
• PD复位到Vrst-Vth(Mrs的阈值电压)
• 关闭Mrst，PD进入电气浮动状态
• 光线入射，PD结电容聚集光生载流子
• 在一个积累时间后，选通晶体管Msf
• 打开晶体管Msel，像素中的输出信号在垂直输出线上被读出
• 关闭Msel，Mrst再次接通，重复上述过程。

3. CMOS图像传感器结构

这里以MT9V011为例说明其结构，MT9V011为30万像素，最高30帧，感光阵列面积为1/3“。

APS Array和Analog Processing为模拟电路部分，其中感光阵列排序为GRBG；

Control Register和Timing and Control为数字逻辑部分，其中Serial IO为I2C接口，Data Out为并行DVP视频信号接口。

4. CMOS应用电路

根据原理图设计摄像头模块，如下图：

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