主動(dòng)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(dòng)放大管和行選讀出晶體管。在此結(jié)構(gòu)中，輸出信號(hào)由源跟隨器予以緩沖以增強(qiáng)像元的驅(qū)動(dòng)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?dú)立的復(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(guò)源極跟隨器緩沖輸出。當(dāng)讀出管開通時(shí)，電荷通過(guò)工器具叫線輸出，當(dāng)讀出管關(guān)閉時(shí)，復(fù)位管打開對(duì)光敏二極管復(fù)位。
由于這種結(jié)構(gòu)相對(duì)被動(dòng)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(dòng)能力較強(qiáng)，列線分布參數(shù)的影響相對(duì)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(dòng)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(hào)質(zhì)量比以前有許多提高。讀出噪 聲一般為75-100個(gè)電子。而像元本身具備的行選功能，對(duì)二維圖像輸出控制電路的簡(jiǎn)化頗有益處。
但是，主動(dòng)像素傳感器在提高性能的同時(shí)也付出了增加像素單元面積和減小填充系數(shù)的代價(jià)。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(jì)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(gè)較大的單元尺寸。 |
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