基于标准CMOS工艺的新型pH值传感器

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作者 施朝霞 朱大中 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期152-155,共4页

基于0.6μmCMOS工艺设计了一种新型的pH值传感器。多晶硅和双层金属电极形成复合的悬浮栅结构,Si3N4钝化层作为敏感层。传感单元为W/L=500μm/20μm的PMOS管,其阈值电压随溶液pH值线性变化,并通过恒定PMOS管源漏电压和源漏电流控制电路... 基于0.6μmCMOS工艺设计了一种新型的pH值传感器。多晶硅和双层金属电极形成复合的悬浮栅结构,Si3N4钝化层作为敏感层。传感单元为W/L=500μm/20μm的PMOS管,其阈值电压随溶液pH值线性变化,并通过恒定PMOS管源漏电压和源漏电流控制电路转换成PMOS管源电压线性输出。PMOS管源电压线性输出范围达到4.6V,很好满足在不同pH值溶液中测试的要求。采用波长396nm紫外灯管照射来消除浮栅上电荷,增大阈值电压并有效调整溶液栅电压线性区工作范围。紫外照射后溶液栅电压可偏置在0V,减少溶液中噪声影响。CMOSpH值传感器的平均灵敏度为35.8mV/pH。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体ph值传感器 氮化硅钝化层 悬浮栅 阈值电压

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一种用于单细胞阻抗检测的CMOS-MEMS单芯片电化学阻抗传感器

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作者 聂鉴卿 蔡盛训 +2 位作者 王琨 关一民 刘德盟 《微纳电子技术》 CAS 2024年第12期114-121,共8页

传统的基于贵金属的共面电极价格昂贵,且难以与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺集成,阻碍了采用共面电极的传感器的量产与大规模应用。开发了一种基于微机电系统(MEMS)工艺的共面钽电极电化学阻抗传感器,该传感器集成了精准微泵和微流道... 传统的基于贵金属的共面电极价格昂贵,且难以与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺集成,阻碍了采用共面电极的传感器的量产与大规模应用。开发了一种基于微机电系统(MEMS)工艺的共面钽电极电化学阻抗传感器,该传感器集成了精准微泵和微流道,可实现单细胞在共面电极上的精准操控和非侵入性电阻抗检测和分析。设计了3组不同宽度和间距的钽电极,其中30μm/10μm的配置对细胞响应最为灵敏。细胞流过电极的动态阻抗测试表明,在500 kHz~2 MHz频率范围内,传感器能有效检测HEK 293细胞和CHO细胞,两种细胞的阻抗响应指数分别达到3.93%和1.80%。研究表明基于钽电极的电化学阻抗传感器在单细胞阻抗分析中有较高的应用潜力,测试结果可以指导高通量、低成本的单细胞电阻抗检测芯片的量产开发。 展开更多

关键词 单细胞阻抗检测 共面钽电极 微型阻抗传感器 精准微泵 互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容

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CCD与CMOS像素传感器γ射线电离辐射响应特性对比研究 被引量：6

3

作者 徐守龙 邹树梁 +2 位作者 黄有骏 郭赞 匡雅 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期815-822,共8页

为了研究CCD与CMOS像素传感器对γ射线电离辐射的响应差异,对比研究了4类像素传感器的结构特点和辐射响应特性。通过辐射实验,对各传感器在不同辐射水平条件下的光子响应事件分布、平均灰度值以及典型光子响应事件进行研究。研究结果表... 为了研究CCD与CMOS像素传感器对γ射线电离辐射的响应差异,对比研究了4类像素传感器的结构特点和辐射响应特性。通过辐射实验,对各传感器在不同辐射水平条件下的光子响应事件分布、平均灰度值以及典型光子响应事件进行研究。研究结果表明:光子响应程度均与辐射剂量率相关;CCD像素传感器的沟道传输方式使每列像元间的辐射响应更容易相互干扰;平均灰度值随剂量率的增大存在明显的梯度,各积分周期内输出信号灰度值围绕均值上下波动,CCD像素传感器输出信号灰度浮动范围较小;CMOS像素传感器各像元对光子的响应更加明显,CCD像素传感器各像元的响应信号易与相邻像元发生串扰;各类像素传感器典型辐射响应事件区域中发生光子响应的像元数量随剂量率的增大而增多,响应事件并非单个光子的行为,而是反映了多个光子在区域内同时沉积能量的过程。本研究为开发像素传感器的γ射线辐射探测技术和应用提供了重要的理论分析和实验数据支撑。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 电荷耦合元件 像素传感器 光子电离辐射 辐射响应特性

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CMOS图像传感器在航天遥感中的应用 被引量：19

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作者 王军 李国宏 《航天返回与遥感》 2008年第2期42-47,共6页

文章对互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的应用情况进行了综述,对CMOS传感器的优缺点与CCD进行了比较。通过计算CMOS遥感器的理论信噪比,证明CMOS传感器能满足航天遥感应用。

关键词 互补金属氧化物半导体 图像传感器 信噪比 航天遥感

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无源温度标签中的超低功耗CMOS温度传感器设计 被引量：2

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作者 冯鹏 邓元明 +5 位作者 伯林 刘力源 于双铭 李贵柯 王开友 吴南健 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期572-578,602,共8页

设计了一种适用于无源超高频（UHF）温度标签的超低功耗CMOS温度传感器电路。该电路利用衬底pnp晶体管产生随温度变化的电压信号,同时采用了逐次逼近寄存器（SAR）转换和Σ-Δ调制相结合的模拟数字转换方式。为了降低电源电压波动以及... 设计了一种适用于无源超高频（UHF）温度标签的超低功耗CMOS温度传感器电路。该电路利用衬底pnp晶体管产生随温度变化的电压信号,同时采用了逐次逼近寄存器（SAR）转换和Σ-Δ调制相结合的模拟数字转换方式。为了降低电源电压波动以及采样电容电荷泄漏对传感器测温精度的不利影响,提出了一种具有漏电保护机制的采样电路。基于0.18μm CMOS工艺设计实现了该传感器的电路和版图,其中版图面积为550μm×450μm,并利用Cadence Spectre仿真工具对电路进行了仿真。仿真结果表明,在-40～125℃,传感器的系统误差为-1.4～2.0℃,测温分辨率达到0.02℃;在1.2～2.6 V电源电压内,传感器输出温度波动小于0.3℃;在1.2 V电源电压下传感器电路（不含控制逻辑及数字滤波器）的功耗仅为2.4μW。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体(CMOS) 温度传感器 超低功耗 无源 温度标签

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基于量子成像的下一代甚高灵敏度图像传感器技术 被引量：2

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作者 潘卫军 王耕耘 +7 位作者 姚瑶 吴淞波 程甘霖 翟国芳 樊奔 卜洪波 张旭 陈瑞明 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第6期111-121,共11页

高灵敏探测成像是空间遥感应用中的一个重要技术领域,如全天时对地观测、空间暗弱目标跟踪识别等应用,对于甚高灵敏度图像传感器的需求日益强烈。文章围绕具有单光子分辨能力的量子CMOS图像传感器这一新型甚高灵敏度图像传感器,从单光... 高灵敏探测成像是空间遥感应用中的一个重要技术领域,如全天时对地观测、空间暗弱目标跟踪识别等应用,对于甚高灵敏度图像传感器的需求日益强烈。文章围绕具有单光子分辨能力的量子CMOS图像传感器这一新型甚高灵敏度图像传感器,从单光子探测的噪声特性以及固态图像传感器的高灵敏技术机理出发,对量子CMOS图像传感器的技术发展历史、关键技术以及未来发展趋势都做了综合的论述,并在此基础上对量子CMOS图像传感器的空间应用做了分析和展望。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 甚高灵敏 单光子探测 全天时对地观测 空间暗弱目标 量子图像传感器

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一种新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器 被引量：4

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作者 陈刚 解玉凤 林殷茵 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期175-178,共4页

介绍了一种用于环境温度监测的新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器,采用0.13μm标准CMOS工艺的厚氧器件实现,芯片面积为37μm×41μm。该温度传感器在-20～60°C的温度范围内,采用两点校正方法之后,温度误差为-0.2°C/0.... 介绍了一种用于环境温度监测的新型高精度宽电压范围的CMOS温度传感器,采用0.13μm标准CMOS工艺的厚氧器件实现,芯片面积为37μm×41μm。该温度传感器在-20～60°C的温度范围内,采用两点校正方法之后,温度误差为-0.2°C/0.5°C。该温度传感器可以在1.8～3.6V的电源电压范围内安全可靠地工作,并且具有较高的电源抑制比。测试结果表明,其输出电压斜率为3.9mV/°C,1.8V下功耗为1.3μW。 展开更多

关键词 互补型金属氧化物半导体温度传感器 亚阈值区 低功耗宽电压范围 电源抑制比

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一种基于CMOS工艺的二维风速传感器的设计和测试 被引量：2

8

作者 高冬晖 秦明 +1 位作者 程海洋 朱昊 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期96-99,110,共5页

给出了一种完全基于CMOS工艺的、能同时测量风速和风向的二维测风传感器的结构、工作原理及其测试结果。该传感器采用恒温差工作模式，热堆输出电压平均值反映芯片温度和环境温度的差，省去了测温二极管。风速测量采用热损失型原理．因... 给出了一种完全基于CMOS工艺的、能同时测量风速和风向的二维测风传感器的结构、工作原理及其测试结果。该传感器采用恒温差工作模式，热堆输出电压平均值反映芯片温度和环境温度的差，省去了测温二极管。风速测量采用热损失型原理．因此不存在速度量程问题；同时通过四周对称分布热堆的相对差分输出得到风向，风向的测试和风速无关。测试电路是由普通运放电路组成的控制和测试系统。经过风洞测试，风速的测量可以达到23m／s，风速分辨率达到0．5m／s，风速的最大误差为0．5m／s。传感器的反应时间为3～5秒，整个功率损耗约为50mW。 展开更多

关键词 二维风速传感器 风向传感器 恒温差模式 互补金属氧化物半导体工艺

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基于无源RFID的集成加速度传感器设计 被引量：2

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作者 刘茂旭 何怡刚 +2 位作者 邓芳明 陈欢 李得民 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2015年第3期289-295,共7页

针对射频识别技术(RFID)迅猛发展的需求,采用0.35μm CMOS工艺设计并制造了一种集成加速度传感器。加速度传感器单元利用基于深反应离子干法刻蚀的体硅正面加工工艺,在经过标准IC工艺之后进行两步干法刻蚀,工艺简单。集成接口电路采用... 针对射频识别技术(RFID)迅猛发展的需求,采用0.35μm CMOS工艺设计并制造了一种集成加速度传感器。加速度传感器单元利用基于深反应离子干法刻蚀的体硅正面加工工艺,在经过标准IC工艺之后进行两步干法刻蚀,工艺简单。集成接口电路采用了一种内部限幅的环形振荡器电路,将加速度传感器电容值转换为频率信号,并由计数器完成数字信号输出转换。后期测试结果显示,所设计的集成加速度传感器获得了良好的线性度和稳定性能,仅占用0.23mm2芯片面积,1.2V电源电压下消耗了1.4μW功率,尤其适合于无源RFID传感器标签设计中。 展开更多

关键词 加速度传感器 射频识别标签 互补金属氧化物半导体工艺 接口电路

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CMOS图像传感器固定模式噪声抑制新技术。 被引量：4

10

作者 刘宇 王国裕 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期345-348,419,共5页

针对有源像素(APS)CMOS图像传感器中的固定模式噪声(FPN),设计了一种动态数字双采样的噪声抑制新技术;该技术比普通双采样技术具有更佳的抑制效果,其电路结构简单,适合于像素尺寸不断缩小的CMOS图像传感器发展趋势。通过MPW计划,采用Cha... 针对有源像素(APS)CMOS图像传感器中的固定模式噪声(FPN),设计了一种动态数字双采样的噪声抑制新技术;该技术比普通双采样技术具有更佳的抑制效果,其电路结构简单,适合于像素尺寸不断缩小的CMOS图像传感器发展趋势。通过MPW计划,采用Chartered0.35μmCMOS工艺制作了测试ASIC芯片,试验结果表明动态数字双采样技术有效抑制了FPN噪声。 展开更多

关键词 有源像素 互补金属氧化物半导体图像传感器 固定模式噪声 噪声抑制 动态数字双采样

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新型集成阵列四象限CMOS光电传感器的研制 被引量：3

11

作者 周鑫 朱大中 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期928-930,共3页

　本文介绍了一种用于目标跟踪和坐标定位的新型集成阵列四象限CMOS光电传感器.该传感器采用上华0.6μm标准CMOS工艺制造,实现了象限传感器与后端信号处理电路的单片集成.该传感器由16×16单元有源光电管阵列,相关二次采样电路和时... 　本文介绍了一种用于目标跟踪和坐标定位的新型集成阵列四象限CMOS光电传感器.该传感器采用上华0.6μm标准CMOS工艺制造,实现了象限传感器与后端信号处理电路的单片集成.该传感器由16×16单元有源光电管阵列,相关二次采样电路和时序控制电路组成.每个有源光电管的大小为60μm×60μm,其感光面积百分比(FillFactor)为64.5%.通过变频二次扫描的工作模式可将传感器的感光动态范围增大为84dB.传感器的感光灵敏度为2V/lx·s,工作速度根据目标照度可在2ms/帧～64ms/帧范围内调整. 展开更多

关键词 阵列式象限传感器 相关二次采样 互补金属氧化物半导体光电传感器 动态范围调整 二次扫描

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CMOS磁敏/光敏兼容传感器集成电路的设计 被引量：1

12

作者 郭清 韩雁 朱大中 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期138-142,共5页

研制了一种新型的磁敏传感器和光敏象限传感器兼容的集成电路。该传感器采用0.6μm标准CMOS工艺制造,设计并实现了磁敏传感器、光敏象限传感器及其兼容的信号处理电路的单片集成,并采用有源预处理电路和相关二次采样电路进行磁敏和光敏... 研制了一种新型的磁敏传感器和光敏象限传感器兼容的集成电路。该传感器采用0.6μm标准CMOS工艺制造,设计并实现了磁敏传感器、光敏象限传感器及其兼容的信号处理电路的单片集成,并采用有源预处理电路和相关二次采样电路进行磁敏和光敏信号的采集和降噪处理,具有较高的磁场灵敏度(0.0361T-1)感光灵敏度(2V/lx.s),实现了在一个芯片上同时传感磁信号和光信号的功能。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 磁敏传感器 光敏传感器

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扇形分裂漏CMOS磁敏传感器集成电路 被引量：1

13

作者 郭清 朱大中 姚韵若 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期91-95,共5页

介绍了扇形分裂漏磁敏传感器集成电路的设计,并由0．6μm CMOS工艺实现。该集成电路以扇形分裂漏磁敏MOS管作为磁敏传感单元,并包含两次工作模式的开关阵列预处理电路、相关二次取样电路(CDS)和数字控制电路。该传感器集成电路实现了测... 介绍了扇形分裂漏磁敏传感器集成电路的设计,并由0．6μm CMOS工艺实现。该集成电路以扇形分裂漏磁敏MOS管作为磁敏传感单元,并包含两次工作模式的开关阵列预处理电路、相关二次取样电路(CDS)和数字控制电路。该传感器集成电路实现了测量磁场的功能,并实现了在屏蔽磁场的工作模式下对噪声信号进行校正的功能,有效地消除了磁敏传感器及其信号处理电路的噪声影响。在工作频率为10 kHz时,磁敏传感器的灵敏度为2．62 V/T。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 磁敏传感器 分裂漏磁敏晶体管 相关二次取样

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一种高度集成化的仿生偏振导航传感器 被引量：1

14

作者 褚金奎 关传泷 +2 位作者 刘泽 田文慧 张然 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第3期193-197,共5页

模仿昆虫复眼中的偏振敏感神经结构,利用四方向金属纳米光栅、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和微控制器(MCU)设计了高度集成化的仿生偏振导航传感器。首先,利用纳米压印工艺将四方向金属纳米光栅直接集成在CMOS上,各偏振化单元... 模仿昆虫复眼中的偏振敏感神经结构,利用四方向金属纳米光栅、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和微控制器(MCU)设计了高度集成化的仿生偏振导航传感器。首先,利用纳米压印工艺将四方向金属纳米光栅直接集成在CMOS上,各偏振化单元角度精确,没有分立器件带来的装配误差。MCU采集含有偏振信息的图片,对原始图像进行预处理后,提取各偏振区域的光强值,计算偏振方位角并通过串口输出。最后,在室内积分球下对光栅局部缺陷和光学特性参数进行校正,标定后的传感器测量角度误差不超过±0.2°。提出的传感器具有集成度高、体积小、鲁棒性好等优点,依靠大气中稳定的偏振分布模式可以实现自主导航。 展开更多

关键词 偏振导航 集成化传感器 偏振传感器 金属纳米光栅 互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器

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图像传感器技术的专利状况分析——图像传感器技术的宏观定量分析 被引量：1

15

作者 杨隆鑫 左恬源 侯冠华 《电视技术》 北大核心 2012年第S2期78-80,85,共4页

图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的器件,它被广泛地应用于摄像机、数码相机、照相手机等设备中。图像传感器主要分为感光耦合元件和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器两种。基于图像传感器技术领域的专利文献,对该领域专... 图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的器件,它被广泛地应用于摄像机、数码相机、照相手机等设备中。图像传感器主要分为感光耦合元件和互补式金属氧化物半导体有源像素传感器两种。基于图像传感器技术领域的专利文献,对该领域专利总体变化情况进行统计和分析,研究当前技术发展状况,分析在中国市场具有知识产权竞争优势的申请人,从专利布局现状揭示产业发展风险与机遇。 展开更多

关键词 图像传感器 固态成像器件 CCD CMOS 电子耦合器件 互补式金属氧化物半导体

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CMOS图像传感器用像素级双采样存储技术

16

作者 裴志军 国澄明 +1 位作者 姚素英 赵毅强 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期335-339,共5页

多次曝光技术是扩展CM O S APS图像传感器动态范围较为有效的方法,但多于两次的曝光,信号处理复杂,使传感器的帧频受到限制,而像素级双采样存储技术将两次曝光采样及图像组合处理在像素内实现,在获得高动态范围的同时,可有效提高图像实... 多次曝光技术是扩展CM O S APS图像传感器动态范围较为有效的方法,但多于两次的曝光,信号处理复杂,使传感器的帧频受到限制,而像素级双采样存储技术将两次曝光采样及图像组合处理在像素内实现,在获得高动态范围的同时,可有效提高图像实时处理的速度,并且可以工作于高速同步曝光模式。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 图像传感器 动态范围 双采样存储

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CMOS图像传感器的最新进展及应用

17

作者 程开富 《世界电子元器件》 2002年第12期14-16,共3页

随着多媒体、数字电视,可视通信等领域的热点增加,CMOS图像传感器应用前景更加广阔,在实现小像素尺寸方面,CMOS图像传感器取得了快速的进步,已有3.3μm×3.3μm像素尺寸的报道。采用0.25μm CMOS工艺技术,将生产出高性能的CMOS图像... 随着多媒体、数字电视,可视通信等领域的热点增加,CMOS图像传感器应用前景更加广阔,在实现小像素尺寸方面,CMOS图像传感器取得了快速的进步,已有3.3μm×3.3μm像素尺寸的报道。采用0.25μm CMOS工艺技术,将生产出高性能的CMOS图像传感器,高性能CMOS摄像机有希望短期内大量出现。 展开更多

关键词 CMOS 图像传感器 单斜率模式 低噪声 互补金属氧化物半导体 ADD 雪崩光电二极管

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智能化成像与识别CMOS图像传感器技术 被引量：5

18

作者 徐江涛 程思璐 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第6期95-110,共16页

近年来,高性能智能化CMOS图像传感器芯片作为视觉信息获取的核心部件,日益成为国家重大科技研究项目(如载人航天、大飞机、高分辨率对地观测等)航天与空间探测领域的重要基础和技术支撑。三维集成的图像传感器芯片架构为构建智能化成像... 近年来,高性能智能化CMOS图像传感器芯片作为视觉信息获取的核心部件,日益成为国家重大科技研究项目(如载人航天、大飞机、高分辨率对地观测等)航天与空间探测领域的重要基础和技术支撑。三维集成的图像传感器芯片架构为构建智能化成像系统奠定了基础,模拟生物视觉感知机理的智能仿生图像传感器有效解决了分辨率和帧频不断提高的需求带来的感知与处理能力的挑战,同时还具有大动态范围、低数据冗余和低功耗等优势。文章在分析了智能化成像机理的基础上,调研了国际上多种仿生CMOS图像传感器的研究进展并分析了智能化成像与识别的关键技术,展望了该领域未来研究的可能发展方向,为抢占智能化CMOS图像传感器技术的制高点提供参考。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体图像传感器 智能化成像 生物视觉 三维堆叠

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基于ICMOS的机载紫外告警传感器设计

19

作者 王夫康 岳政军 +2 位作者 窦亮 张伟 张峻乾 《光电子技术》 CAS 2023年第1期80-84,共5页

为提升机载紫外告警传感器性能,设计了一款基于ICMOS构架的紫外告警传感器。该型传感器工作波长覆盖250~270 nm,可通过RS422接口上传告警目标信息,具有超广角、高角分辨率、灵敏度高、重量轻、功耗低等优点。对传感器的技术指标、工作... 为提升机载紫外告警传感器性能,设计了一款基于ICMOS构架的紫外告警传感器。该型传感器工作波长覆盖250~270 nm,可通过RS422接口上传告警目标信息,具有超广角、高角分辨率、灵敏度高、重量轻、功耗低等优点。对传感器的技术指标、工作原理和设计构架等方面进行了介绍。完成了传感器的基本功能、性能测试,经环境试验验证,满足机载使用要求。 展开更多

关键词 紫外 互补金属氧化物半导体 传感器 机载

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简化4T像素结构CMOS图像传感器设计与实现

20

作者 赵秋卫 李晓宇 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期179-183,共5页

阐述了一种简化4T像素结构的设计。较普通4T像素结构而言,该简化结构像素内部去掉了行选通管,从而提高了像素的填充因子,简化了内部电路设计,减小了版图的面积,消除了行选通管引入的随机噪声。该像素结构采用0.11μm CIS工艺,成功应用... 阐述了一种简化4T像素结构的设计。较普通4T像素结构而言,该简化结构像素内部去掉了行选通管,从而提高了像素的填充因子,简化了内部电路设计,减小了版图的面积,消除了行选通管引入的随机噪声。该像素结构采用0.11μm CIS工艺,成功应用于一款像素阵列为640×480的CMOS图像传感器芯片,经过流片测试,芯片整体性能达到了预期的设计目标。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体图像传感器 简化4T像素结构 填充因子 灵敏度

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