EMBEDDED
51 • FEBBRAIO • 2014
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HARDWARE
CMOS
luminoso. L’intensità di corrente è pressoché costante al
variare della tensione. Il fotodiodo è posto in parallelo a
un condensatore che, tramite il comando RESET, viene
caricato alla tensione di alimentazione.
Durante il periodo di integrazione del diodo inizierà a
passare corrente che scaricherà progressivamente la
carica del condensatore, abbassando la tensione al gate
di M 2 . Quando ROWSEL sarà a livello alto verrà tra-
smesso al ADC il segnale analogico. Terminata la fase di
lettura ROSWEL torna basso e ricomincia un nuovo ciclo
di rivelazione.
Sorgenti di rumore
I sensori CMOS (come quelli CCD) sono affetti dalle
conseguenze della corrente nera: alla normale corrente
di polarizzazione del diodo può aggiungersi una piccola
corrente, dell’ordine dei fA a temperatura ambiente,
che contribuisce alla sca-
rica del condensatore, for-
nendo quindi un dato non
più veritiero sull’intensità
della luce. Altre due forme
di rumore sono il rumore
Shot e il rumore Flicker
(o rumore 1/f), legati alla
fluttuazione del numero di
portatori.
Il primo si presenta ogni
qualvolta le cariche elettri-
che passano da una regio-
ne di diffusione a un’altra,
mentre il rumore Ficker è
una conseguenza della pre-
senza di trappole dovute ai difetti cristallografici del
dispositivo, che catturano o rilasciano portatori di carica
causando delle fluttuazioni.
CMOS commerciali
Le società protagoniste nel campo della produzione di
sensori CMOS sono Canon, Sony e Samsung.
Samsung (ma anche le altre compagnie) offre una vasta
gamma di soluzioni per sensori di immagine per applica-
zioni quali smartphone, tablet, single-lens reflex (SLR),
fotocamere digitali, webcam, macchine fotografiche
automotive, e telecamere di sorveglianza.
Acquisire elevate prestazioni ed efficienza energetica
sono requisiti fondamentali di progettazione per le
applicazioni attuali mobili e fotocamere digitali.
Le caratteristiche principali di soluzioni Samsung sono
rappresentate dai seguenti punti di forza:
• proprietaria tecnologia low-light e architet-
ture di pixel avanzate;
• frame rate ad alta velocità con un basso
consumo energetico;
• piccoli pixel e alta risoluzione, leader nel
settore della tecnologia di processo.
La tecnologia Back Side Illumination di
Samsung (BSI) è stata progettata per supera-
re la degradazione naturale della sensibilità
alla luce e la qualità dell’immagine. Come
risultato, i sensori di Samsung offrono sensi-
bilità elevata per immagini nitide e di scarsa
luminosità e la registrazione video ad alta
velocità.
Esempio di sensori CMOS Samsung è il
S5K3H7 per applicazioni mobile con 8Mp e 30
fps per registrazioni video in HD.
Fig. 6 – Schema circuitale Pixel
Fig. 5 – Matrice di pixel
