CCD

Светочувствительная матрица, изготовленная по КМОП-технологии (Комплиментарных структур Метал-Оксид-Полупроводник). Изображение, формируемое КМОП-матрицей, генерируется по тем же принципам, что и в ПЗС-матрице, однако "электронная обвязка" каждого элемента матрицы, с одной стороны, обеспечивает большее число функций при работе с изображением, с другой стороны, уменьшает светочувствительную область каждого элемента.

В КМОП-матрицах преобразование фотонов в заряд происходит таким же, как и в ПЗС-матрицах, образом. Отличие заключается в том, что преобразование заряда в напряжение посредством компонентов, именуемых обвязкой пикселя, осуществляется прямо внутри элемента матрицы.

КМОП — аббревиатура, обозначающая технологию производства микросхем — «комплиментарных структур метал-оксид-полупроводник» (CMOS — complementary metal oxide semiconductor). Подавляющее большинство микроэлектронных компонентов производятся по данной технологии.

Для синхронизации работы, а также для передачи полученных сигналов используются адресные шины столбцов и строк матрицы. При этом возможно считывание всей матрицы, столбца либо строки и даже отдельного элемента. Более того, отпадает необходимость в регистрах сдвига и управляющих микросхемах. Значительно сокращается также и энергопотребление.

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

С момента появления КМОП-матрицы декларируются «наиболее перспективными регистраторами изображения», однако ряд недостатков долгое время не позволял этим устройствам сравниться по распространенности с ПЗС-матрицами.

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 электронным шумом. Причем для каждого пикселя матрицы уровень электронного шума разный. Второй минус КМОП-матриц вызван тем, что «обвязка» размещается вокруг пикселя, что приводит к малой площади (даже по сравнению с ПЗС-матрицами с буферизацией столбцов) светочувствительной области. Следствием этого является потенциально менее высокая чувствительность матриц данного типа.

Для борьбы с электронным шумом применяется технология «активных пикселей», разработанная агентством NASA. В матрицах, использующих эту технологию, напряжение, полученное после преобразования заряда, подается на вход усилителя, встроенного в каждый пиксель. Так снижается влияние электронного шума, подмешиваемого той частью «обвязки», которая отвечает за считывание сигнала. В свою очередь, прогресс в области миниатюризации электронных компонентов (пресловутый закон Мура) позволяет уменьшить размер "обвязки" относительно общей площади пикселя.