КМОП матрица

В КМОП матрице используется полевые транзисторы с изолированным затвором и каналами (рисунок 43).

Рисунок 43. Эквивалентная схема ячейки КМОП-матрицы: 1 — светчувствительный элемент (диод); 2 — затвор; 3 — конденсатор, сохраняющий заряд с диода; 4 — усилитель; 5 — шина выбора строки; 6 — вертикальная шина, передающая сигнал процессору; 7 — сигнал сброса

После накопления заряда светочувствительный элемент 1 затвор замыкает электрическую цепь ячейки, на конденсаторах 3 накапливается заряд пропорционально освещенности ячейки 1. При срабатывании сброса 7 заряд через усилитель 4 попадает на шину 6 и в процессор. Процессор в случае необходимости записи определяет строки, замыкает затвор выбора строки 3 и происходит передача заряда одновременно с информацией кодированной ячейки, с которой был снят заряд.

Достоинства:

1. Низкое потребление электроэнергии в статическом состоянии.

2. Технология одинаковая с другими цифровыми элементами камеры, что позволяет разместить электронику пикселей в одном месте всей камеры. Отсюда следует возможность минимизировать аппаратуру.

3. Можно считывать выбранные группы пикселей. Растет оперативность работы с изображением.

4. Так как усилитель может располагаться в любом месте цепи прохождение сигнала, то возможно усиливать чувствительность при малой освещенности. Сравнительно высокое качество по показателю «сигнал-шум».

5. Коэффициент усиления каждой цветовой ячейки (к, с, з) можно регулировать индивидуально, т.е. возможно улучшение качества цветопередачи.

Недостатки:

1. Площадь светочувствительного элемента пропорционална чувствительности, а первые площади ячейки были маленькие, менее чувствительные, чем у ПЗС.

2. У каждого пикселя своя электрическая цепь, и, вследствие некоторого разброса параметров электрических элементов, у каждого пикселя своя зависимость между экспозицией и выходным зарядом (эта зависимость называется характеристической кривой). Такой разброс характеристических кривых вызывает шум на картинке.

3. Наличие большого количества электрических элементов вызывает возможность перегрева матрицы и возможность возникновения теплового шума.