CMOS传感器灵敏度问题
解决时间：2008-8-2 21:32 Power By 百度.
问题内容
设计CMOS传感器，像素12μm，刷新率50KHz，光源是650nm，照度0.7Lx。
设计室说灵敏度要求太高不可能做出来，请问是真的太高不能做还是他们技术水平不够？
设计室说灵敏度要求太高不可能做出来，请问是真的太高不能做还是他们技术水平不够？
最佳回答
真不能做。
你的问题里缺乏一个参数：制程。
现在CMOS传感器一般是用0.25μm或0.18μm制程，12μm像素填充因子分别为0.2和0.8（填充因子就是像素感光区面积与像素总面积之比）。
我们以填充因子较高因而灵敏度更高的0.18μm工艺为例来计算。
光照度=0.7Lx
辐射照度=(0.7/683)/0.107
= 0.009578瓦/平方米
其中0.107是波长650nm时的视见函数。
每个刷新周期，一个像素上的能量为：
0.009578/(50×10^3)×(12×10^-6)^2×0.8
= 2.2069×10^-17焦耳
其中0.8为填充因子
650nm波长，每个光子能量为：
E=hv=h*c/λ
= (6.626196×10^-34)×3×10^8/(650×10^-9)
= 3.0582×10^19焦耳
于是每周期每像素上的光子数为：
(2.2069×10^-17)/(3.0582×10^19)
= 72个
考虑到光子转换为光电子的效率，以及噪声电子（每个像素上一个周期常常有一两百个噪声电子）的影响，一般要求一个像素上每周期至少要有500-1000个以上光子才能可靠检测。你的指标要求已经超越了CMOS传感器能检测的理论极限。
你的问题里缺乏一个参数：制程。
现在CMOS传感器一般是用0.25μm或0.18μm制程，12μm像素填充因子分别为0.2和0.8（填充因子就是像素感光区面积与像素总面积之比）。
我们以填充因子较高因而灵敏度更高的0.18μm工艺为例来计算。
光照度=0.7Lx
辐射照度=(0.7/683)/0.107
= 0.009578瓦/平方米
其中0.107是波长650nm时的视见函数。
每个刷新周期，一个像素上的能量为：
0.009578/(50×10^3)×(12×10^-6)^2×0.8
= 2.2069×10^-17焦耳
其中0.8为填充因子
650nm波长，每个光子能量为：
E=hv=h*c/λ
= (6.626196×10^-34)×3×10^8/(650×10^-9)
= 3.0582×10^19焦耳
于是每周期每像素上的光子数为：
(2.2069×10^-17)/(3.0582×10^19)
= 72个
考虑到光子转换为光电子的效率，以及噪声电子（每个像素上一个周期常常有一两百个噪声电子）的影响，一般要求一个像素上每周期至少要有500-1000个以上光子才能可靠检测。你的指标要求已经超越了CMOS传感器能检测的理论极限。
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