ПЗС або КМОП?

У КМОП-матрицах перетворення фотонів в заряд відбувається таким же, як і в ПЗС-матрицах, образом. Відмінність полягає в тому, що перетворення заряду в напругу здійснюється прямо усередині елементу матриці.

ПРИМІТКА
КМОП — абревіатура, що позначає технологію виробництва мікросхем, — «компліментарних структур метал-оксид-полупро-водник» (CMOS — complementary metal oxide semiconductor). Переважна більшість мікроелектронних компонентів виробляються поданій технології.

Для синхронізації роботи, а також для передачі отриманих сигналів використовуються адресні шини стовпців і рядків матриці. При цьому можливе прочитування всієї матриці, стовпця або рядка і навіть окремого елементу. Більш того, відпадає необхідність в регістрах зрушення і мікросхемах, що управляють. Значно скорочується також і енергоспоживання.

В то время как процесс изготовления ЭОП на основе ПЗС достаточно сложен и требует специализированного оборудования, технология производства КМОП-матриц широко распространена. Практически любой завод радиоэлектронных изделий может в кратчайшие сроки наладить выпуск ЭОП такого типа. Этим определяется невысокая стоимость КМОП-сенсоров.

З моменту появи КМОП-матрицы декларуються «найбільш перспективними ЕОП», проте ряд недоліків не дозволяють цим пристроям повністю витіснити ПЗС-сенсоры.

Во-первых, в каждом из элементов матрицы присутствуют преобразователь заряд-напряжение и компоненты, предназначенные для считывания напряжения. Как любые электронные устройства, эта «обвязка» при обработке сигнала добавляет к нему помехи, именуемые електронним шумом. Причому для кожного піксела матриці рівень електронного шуму різний.

Другий мінус КМОП-сенсоров викликаний тим, що «обв'язування» розміщується довкола піксела, що приводить до маттой площі світлочутливого елементу, навіть в порівнянні з ПЗС-матриця-мі з буферизацією рядків. Наслідком цього є низька чутливість ЕОП даного типа.

Для боротьби з електронним шумом застосовується технологія «активних пікселів». У матрицях, що використовують цю технологію, напругу, отриману після перетворення заряду, подається на вхід підсилювача, вбудованого в кожен піксел. Так знижується вплив електронного шуму, що підмішується тією частиною «обв'язування», яке відповідає за прочитування сигналу.

Але при цьому загальне ускладнення сенсора приводить до зростання собівартості і збільшення долі браку у виробництві. Крім того, скорочується і без того мала площа світлочутливого елементу.

Для збільшення чутливості, як і в ПЗС-сенсорах з буферизацією рядків, застосовуються мікролінзи. Крім того, безперервно ведуться розробки по зменшенню розмірів додаткових компонентів.

Сукупність показників КМОП-сенсоров є причиною того, що в любительських камерах вони частіше зустрічаються в техніці початкового рівня — з невисоким дозволом, простий оптикою і, зрозуміло, привабливою для покупця ціною.

Основного успіху сенсори даного типа досягли в професійних фотоапаратах і студійних камерах. У цій техніці використовуються матриці з великими габаритами, тому площа світлочутливих елементів значно більше розмірів «обв'язування» кожного піксела. Завдяки цьому досягається висока чутливість сенсора. А щоб розширити динамічний діапазон, застосовується ряд заходів по зменшенню рівня електронного шуму.

В цілому, не дивлячись на стрімке завоювання Кмоп-матрі-цамі популярності серед професійної і студійної техніки, навряд чи варто сподіватися на швидке зникнення ПЗС-сенсоров з любительських фотокамер.