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0.5μm工艺CMOS有源像素传感器的总剂量辐射效应 被引量:13
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作者 汪波 李豫东 +4 位作者 郭旗 刘昌举 文林 孙静 玛丽娅 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期242-248,共7页
采用60Co-γ射线对某国产0.5μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究,重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律。随着辐射剂量的增大,饱和输... 采用60Co-γ射线对某国产0.5μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究,重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律。随着辐射剂量的增大,饱和输出信号逐渐减小且与像素单元饱和输出信号变化基本一致;暗信号随总剂量的增大而显著增大。研究结果表明,0.5μm工艺CMOS APS电离总剂量辐射效应引起参数退化的主要原因是光敏二极管周围的整个LOCOS(Local oxidation of silicon)隔离氧化层产生了大量的辐射感生电荷。 展开更多
关键词 电离总剂量辐射效应 cmos有源像素传感器 饱和输出信号 像素单元结构 LOCOS隔离
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CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应 被引量:4
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作者 汪波 李豫东 +5 位作者 郭旗 文林 孙静 王帆 张兴尧 玛丽娅 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期202-206,共5页
为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输... 为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号。 展开更多
关键词 cmos有源像素传感器 中子辐照 像素单元 饱和输出电压 位移效应
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CMOS有源像素图像传感器的电子辐照损伤效应研究 被引量:3
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作者 玛丽娅 李豫东 +3 位作者 郭旗 刘昌举 文林 汪波 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期182-187,共6页
对某国产CMOS图像传感器进行了两种不同能量的电子辐照试验,在辐照前后及退火过程中采用离线测量方法,考察了暗信号、饱和电压、光谱响应特性等参数,分析了器件的电子辐照效应损伤机理。结果表明:暗信号和暗信号非均匀性都随着辐照剂量... 对某国产CMOS图像传感器进行了两种不同能量的电子辐照试验,在辐照前后及退火过程中采用离线测量方法,考察了暗信号、饱和电压、光谱响应特性等参数,分析了器件的电子辐照效应损伤机理。结果表明:暗信号和暗信号非均匀性都随着辐照剂量的增加及高温退火时间的延长而增大;饱和电压在两种能量电子辐照下均出现较大幅度的减小,并在高温退火过程中有所恢复;光谱响应特性无特别明显变化。经分析,暗电流、饱和电压的变化主要由辐照诱发的氧化物陷阱电荷导致的光敏二极管耗尽层展宽和界面陷阱电荷密度增大导致产生-复合中心的增加所引起。 展开更多
关键词 电子辐照 cmos有源像素传感器 暗信号
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高速大像素CMOS图像传感器中钳位光电二极管形状设计的研究进展
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作者 张文轩 程正喜 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期514-523,共10页
采用钳位光电二极管(PPD)的CMOS图像传感器,由于其优异的性能,已成为图像传感领域中占主导地位的技术。然而,更大尺寸PPD的应用在电荷传输速度和效率方面存在挑战,特别是在微光、高速探测的场景中,传统的像素设计难以满足必要的性能标... 采用钳位光电二极管(PPD)的CMOS图像传感器,由于其优异的性能,已成为图像传感领域中占主导地位的技术。然而,更大尺寸PPD的应用在电荷传输速度和效率方面存在挑战,特别是在微光、高速探测的场景中,传统的像素设计难以满足必要的性能标准。一种有效的方法是通过PPD的形状设计来提升大像素性能。首先全面概述了产生PPD横向电场的两种机制:边缘电场设计和钳位电压调制,并探讨了基于这两种设计策略的各种设计改进。然后总结了传输栅-浮空扩散(TG-FD)节点收集结构及像素整体布局优化的相关研究进展。此外,还研究了PPD的形状设计对暗电流的影响。通过全面分析PPD形状设计中采用的方法,为提升大像素设计提供了参考。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 大尺寸像素 横向电场 电荷转移 暗电流
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一种基于新颖的CMOS有源像素图像传感器的微型星敏感器成像系统的实现方法 被引量:4
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作者 王彦 袁家虎 兰荣清 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第B12期16-19,共4页
下一代星敏感器将向着小型化、低成本、低功耗的方向发展,以往的基于 CCD图像传感器的成像系统由于受自身因素的制约,难以满足其发展需求.文中介绍了一种基于新颖的CMOS有源像素图像传感器的USB数字成像系统的设计实现,... 下一代星敏感器将向着小型化、低成本、低功耗的方向发展,以往的基于 CCD图像传感器的成像系统由于受自身因素的制约,难以满足其发展需求.文中介绍了一种基于新颖的CMOS有源像素图像传感器的USB数字成像系统的设计实现,通过对实现的系统模型进行测试和分析,得出结论:即基于 CMOS有源图像传感器的成像系统完全有能力作为下一代星敏感器的光电探测器件,从而为微型星敏感器成像系统的实现提供了一种切实可行的方案. 展开更多
关键词 微型星敏感器 电荷耦合器件 cmos有源图像传感器 数字成像系统
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基于CMOS集成有源传感器的新型高能物理粒子轨迹追踪器 被引量:2
6
作者 李琰 Yavuz Degerli 纪震 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1393-1399,共7页
本文研究了一个采用标准0.35μm CMOS工艺制造的新型高能物理粒子轨迹追踪器.这个新型的追踪器运用CMOS有源像素传感器技术(CMOS Monolithic Active Pixel Sensors,MAPS)将信号的探测与处理电路集成在一起,在像素的内部实现了相关双次... 本文研究了一个采用标准0.35μm CMOS工艺制造的新型高能物理粒子轨迹追踪器.这个新型的追踪器运用CMOS有源像素传感器技术(CMOS Monolithic Active Pixel Sensors,MAPS)将信号的探测与处理电路集成在一起,在像素的内部实现了相关双次采样操作(Correlated Doubled Sampling,CDS).实验芯片包含一个128行×32列的像素矩阵,其中,像素的大小为25×25μm2.通过采用放射源55Fe的测定,得到像素的等效输入随机噪声(Temporal Noise)仅为12个电子而固定噪声(Fixed Pattern Noise,FPN)仅为4个电子.传感器的电荷-电压转换系数(Charge-to-Voltageconversion Factor,CVF)为60μV/e-.测试中,芯片的信号读取速度达到了12μs/帧. 展开更多
关键词 高能物理粒子轨迹追踪器 cmos有源像素传感器 相关双次采样 随机噪声 固定噪声
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CMOS有源光电传感器像素采集单元成像质量分析
7
作者 饶睿坚 韩政 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第11期74-76,共3页
针对CMOS光电二极管型有源像素采集单元中存在的拖影问题,从像素采集单元的工作原理入手,利用光电二极管的等效电路模型,对像素采集单元的光电转换状态和置位状态进行分析。得出造成拖影的根本原因是光电二极管置位后的电压与上一周期... 针对CMOS光电二极管型有源像素采集单元中存在的拖影问题,从像素采集单元的工作原理入手,利用光电二极管的等效电路模型,对像素采集单元的光电转换状态和置位状态进行分析。得出造成拖影的根本原因是光电二极管置位后的电压与上一周期末光电二极管的光生电压有关。 展开更多
关键词 cmos 有源光电传感器 成像质量 有源像采集单元 光电二极管 拖影 光生电压 光生电流
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深亚微米CMOS有源图像传感器技术
8
作者 裴志军 国澄明 +1 位作者 姚素英 赵毅强 《光电子技术》 CAS 2003年第4期236-240,共5页
在深亚微米 CMOS技术 ,传统 CMOS图像传感器像素结构如 PD、PG等受到极大挑战 ,为了获得良好摄像质量 ,需要一些
关键词 深亚微米 cmos 有源图像传感器 像素结构
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多分辨率CMOS图像传感器芯片设计 被引量:2
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作者 解宁 丁毅 +1 位作者 王欣 陈世军 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第7期506-510,519,共6页
在一些特殊图像处理任务如模式识别、目标跟踪和图像压缩等中需要图像传感器能够实现动态的可编程帧频和多分辨率。介绍了一种CMOS图像传感器设计,可以通过编程方式获得动态像素分辨率。在普通模式下,作为典型的图像传感器获得全帧图像... 在一些特殊图像处理任务如模式识别、目标跟踪和图像压缩等中需要图像传感器能够实现动态的可编程帧频和多分辨率。介绍了一种CMOS图像传感器设计,可以通过编程方式获得动态像素分辨率。在普通模式下,作为典型的图像传感器获得全帧图像数据;在合并模式下,将传感器像素阵列分为特定子模块并且合并读出,同时获得更高的帧频,子模块的规格可通过编程进行定义。该CMOS有源像素传感器(APS)采用0.18μm CMOS工艺实现,阵列规模为256×512,既可以像素全部输出,又可实现任意p×q像素合并读出。通过将信号处理电路转移到焦平面的方式,可大大降低后续图像处理的计算量,从而使系统降低了功耗并提高了处理效率。 展开更多
关键词 cmos有源像素传感器(APS) 像素合并 可编程多分辨率 动态帧频 低功耗
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CMOS图像传感器在质子辐照下热像素的产生和变化规律 被引量:4
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作者 王田珲 李豫东 +5 位作者 文林 冯婕 蔡毓龙 马林东 张翔 郭旗 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1697-1704,共8页
应用于空间的图像传感器在辐射影响下产生的热像素严重影响空间光电探测性能,本文通过质子辐照试验研究了热像素的产生和变化规律。首先,使用3MeV和10MeV两种能量的质子对图像传感器进行辐照,分析不同能量、不同注量的质子辐照产生热像... 应用于空间的图像传感器在辐射影响下产生的热像素严重影响空间光电探测性能,本文通过质子辐照试验研究了热像素的产生和变化规律。首先,使用3MeV和10MeV两种能量的质子对图像传感器进行辐照,分析不同能量、不同注量的质子辐照产生热像素的性质;其次,再对辐照后的器件进行退火试验,分析热像素的退火规律。对于相同注量辐照,3MeV质子辐照下热像素产生率大约是10MeV质子辐照下的2.3倍,但是10MeV质子辐照产生热像素的灰度值高于3MeV质子;辐照过程中热像素的数量都是随着注量的增加线性增加。退火过程中,热像素数量都不断减少,而3MeV质子辐照产生的热像素相比于10MeV质子,退火更为显著。结果表明,质子辐照下每个质子与器件之间的作用过程及产生缺陷的机制是相对独立的,不同质子的作用过程之间没有相关性。不同能量的质子辐照产生缺陷的类型不同,导致热像素具有不同特性。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 像素 质子辐照 位移损伤 暗信号
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星敏感器用4T像素CMOS图像传感器总剂量效应研究 被引量:2
11
作者 曹中祥 钟红军 +1 位作者 张运方 李全良 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第6期45-50,共6页
对星敏感器用4T像素CMOS图像传感器总剂量效应进行研究,机理分析及总剂量试验结果表明像素暗电流及暗电流不一致性随总剂量增加而增加,像素光强响应及满阱容量随总剂量增加而降低.进一步分析得出星敏感器星点定位误差随辐照总剂量增加... 对星敏感器用4T像素CMOS图像传感器总剂量效应进行研究,机理分析及总剂量试验结果表明像素暗电流及暗电流不一致性随总剂量增加而增加,像素光强响应及满阱容量随总剂量增加而降低.进一步分析得出星敏感器星点定位误差随辐照总剂量增加而增大,在100krad(Si)总剂量下,星点定位误差相比辐照前增加约3倍.结合器件总剂量效应退化机理,提出星敏感器在轨使用时器件采用增加像素内传输管电荷转移的开启时间、提高传输管的控制电压以及提高像素的复位电压等措施,可以降低由于总剂量效应导致星敏感器的星点定位误差增加. 展开更多
关键词 4T像素 cmos图像传感器 星敏感器 总剂量效应
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CMOS图像传感器4T像素本底噪声分析
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作者 李栋 刘文平 +2 位作者 张冰 李炘 何杰 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第3期138-141,共4页
为了抑制本底噪声,提高图像动态范围,首先给出CMOS图像传感器的4T像素结构,分析该结构下的基本噪声源.然后,分别讨论了各本底噪声分量的形成及对信号的影响,并以噪声电子数的形式对各噪声分量进行了定量分析,提出了相应的噪声抑制措施,... 为了抑制本底噪声,提高图像动态范围,首先给出CMOS图像传感器的4T像素结构,分析该结构下的基本噪声源.然后,分别讨论了各本底噪声分量的形成及对信号的影响,并以噪声电子数的形式对各噪声分量进行了定量分析,提出了相应的噪声抑制措施,且进行了仿真验证. 展开更多
关键词 cmos图像传感器 4T像素 本底噪声 动态范围
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不同偏置状态下4T-CMOS图像传感器的总剂量辐射效应 被引量:3
13
作者 马林东 李豫东(指导) +3 位作者 郭旗 文林 周东 冯婕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期309-313,共5页
对不同偏置状态下的国产科学级0.18μm工艺掩埋型4T-CMOS有源像素图像传感器进行钴-60γ射线辐照和退火实验,研究总剂量效应对图像传感器的性能影响,并观察是否存在总剂量偏置效应。着重分析暗电流、满阱容量等参数随累积剂量的变化规... 对不同偏置状态下的国产科学级0.18μm工艺掩埋型4T-CMOS有源像素图像传感器进行钴-60γ射线辐照和退火实验,研究总剂量效应对图像传感器的性能影响,并观察是否存在总剂量偏置效应。着重分析暗电流、满阱容量等参数随累积剂量的变化规律。实验结果表明随着辐照总剂量累加,暗电流前期缓慢增长,之后退化明显加剧,这主要是由于辐照致界面态和氧化物陷阱电荷密度增加。4T-CMOS图像传感器的暗电流主要由来源于STI界面,而辐照导致耗尽区展宽与STI接触使得暗电流增长加剧,同时,辐照导致的耗尽区展宽也引起满阱容量的下降。并且在4T-CMOS图像传感器的实验中没有发现明显的总剂量偏置效应。 展开更多
关键词 cmos有源像素传感器 总剂量效应 暗电流
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基于I^2C总线的CMOS图像传感器接口电路设计 被引量:4
14
作者 黄全平 周荣政 +2 位作者 席占国 张原 洪志良 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第10期57-60,共4页
详细阐述了一种用于百万像素数码相机的 CMOS 图像传感器接口电路设计及其 VLSI 实现;文章按照数码相机的功能要求进行整体设计,由上而下讨论了各个子模块的设计,并给出了电路的 FPGA 验证;本设计作为数码相机专用芯片的一部分用 0.6 μ... 详细阐述了一种用于百万像素数码相机的 CMOS 图像传感器接口电路设计及其 VLSI 实现;文章按照数码相机的功能要求进行整体设计,由上而下讨论了各个子模块的设计,并给出了电路的 FPGA 验证;本设计作为数码相机专用芯片的一部分用 0.6 μ m 工艺实现。 展开更多
关键词 I^2C总线 接口电路 FPGA验证 数码 百万像素 VLSI cmos图像传感器 设计 数码相机 专用芯片
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有源像素传感器恒星探测极限计算方法(英文) 被引量:4
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作者 张晨 沈绪榜 陈朝阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期66-69,113,共5页
恒星探测极限是星跟踪器的一个关键参数,在导航星库的建立和星图识别过程中起着重要作用。根据恒星辐射模型和CMOS有源像素传感器的噪声计算模型,提出了一种在给定信噪比和有源像素传感器噪声条件下,计算星跟踪器恒星探测极限的方法。... 恒星探测极限是星跟踪器的一个关键参数,在导航星库的建立和星图识别过程中起着重要作用。根据恒星辐射模型和CMOS有源像素传感器的噪声计算模型,提出了一种在给定信噪比和有源像素传感器噪声条件下,计算星跟踪器恒星探测极限的方法。该方法利用单位时间内、单位面积上有源像素传感器对0星等恒星的响应来求取恒星探测极限。最后,在信噪比为8的条件下,结合星跟踪器的有关参数给出了一个计算恒星探测极限的具体实例。 展开更多
关键词 探测极限 有源像传感器 恒星辐射 随机噪声
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基于标准CMOS工艺的有源像素单元结构的研究 被引量:2
16
作者 周鑫 朱大中 郭维 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第4期434-437,共4页
基于标准N阱互补金属氧化物半导体集成电路(CM O S)工艺,设计了P+/N-w e ll/P-sub光电管结构和传统的N+/P-sub光电管结构的有源像素单元。像素单元面积为100μm×100μm,感光面积百分比分别为77.6%和89%,采用了上华0.6μm两层金属... 基于标准N阱互补金属氧化物半导体集成电路(CM O S)工艺,设计了P+/N-w e ll/P-sub光电管结构和传统的N+/P-sub光电管结构的有源像素单元。像素单元面积为100μm×100μm,感光面积百分比分别为77.6%和89%,采用了上华0.6μm两层金属两层多晶硅CM O S工艺研制。测试分析结果表明P+/N-w e ll/P-sub结构在暗电流大小,光照响应信号大小,感光灵敏度和感光动态范围上均优于传统的N+/P-sub结构。通过改变复位信号频率,将P+/N-w e ll/P-sub结构像素的感光动态范围提高到139.8 dB,改善了有源像素的感光性能。 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体集成电路(cmos) 有源像传感器 光电传感器
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CMOS APS图像传感器的像质分析 被引量:6
17
作者 范红 陈桂林 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期104-107,140,共5页
使用标准CMOS制作工艺生产的有源像素传感器(APS)引起了广泛关注。为了确定CMOSAPS成像系统设计的主要参数选择的正确性,以及能否满足要求或指标,需要对相机系统的像质进行分析。考虑到CMOSAPS图像传感器与CCD的不同,在分析时计算了CMOS... 使用标准CMOS制作工艺生产的有源像素传感器(APS)引起了广泛关注。为了确定CMOSAPS成像系统设计的主要参数选择的正确性,以及能否满足要求或指标,需要对相机系统的像质进行分析。考虑到CMOSAPS图像传感器与CCD的不同,在分析时计算了CMOSAPS成像系统中的镜头、滤光片和焦平面的调制传递函数(MTF),系统MTF曲线为各个部分MTF值之积。在系统截止频率范围内,利用MTF曲线所围面积的大小来评价系统的成像质量。在系统制造之前,用调制传递函数作为像质的评价方法,看其是否符合使用要求,是十分有价值的工作。 展开更多
关键词 cmos 有源像传感器 调制传递函数 像质分析 图像传感器
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基于压缩传感的CMOS图像传感器电路研究 被引量:1
18
作者 骆丽 李瑞菁 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期41-46,共6页
压缩传感信号采样理论,将信息获取的技术问题从采样端转移到接收端,并使采样率很低的信号能被精确重建.与压缩传感技术不断完善的理论研究相比,其硬件结构实现更是研究的新方向.本文提出了一种基于压缩传感的CMOS图像传感器硬件电路结构... 压缩传感信号采样理论,将信息获取的技术问题从采样端转移到接收端,并使采样率很低的信号能被精确重建.与压缩传感技术不断完善的理论研究相比,其硬件结构实现更是研究的新方向.本文提出了一种基于压缩传感的CMOS图像传感器硬件电路结构,在模数转换前实现了图像的同时传感并压缩,可用于超高速成像.该结构采用1.8V0.18μm CMOS工艺实现,帧率可达每秒几万到几十万帧,适合于压缩传感的应用. 展开更多
关键词 cmos图像传感器 有源像传感器 压缩传感 图像重建
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一种新型CMOS图像传感器的设计 被引量:1
19
作者 孙鲁 赵慧元 苏秉华 《现代电子技术》 2009年第16期191-192,共2页
为了提高CMOS图像传感器的图像质量,通过对图像主要的噪声源以及图像失真的分析,提出一种新型的CMOS有源像素图像传感器。该CMOS图像传感器使用4T有源像素,大大提高了图像传感器的灵敏度。通过在传感器中集成图像预处理功能,对改善图像... 为了提高CMOS图像传感器的图像质量,通过对图像主要的噪声源以及图像失真的分析,提出一种新型的CMOS有源像素图像传感器。该CMOS图像传感器使用4T有源像素,大大提高了图像传感器的灵敏度。通过在传感器中集成图像预处理功能,对改善图像的质量起到了很好的效果。 展开更多
关键词 cmos图像传感器 有源像 图像预处理 APS
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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
20
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 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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