GNR直讀光譜儀——CMOS與CCD傳感器比較

時間：2025/7/30閱讀：192

CCD：電荷藕合器件，Charge Coupled Device
CMOS：互補金屬氧化物半導(dǎo)體，Complementary Metal Oxide Semiconductor
CCD集成在半導(dǎo)體單晶材料上;CMOS集成在金屬氧化物半導(dǎo)體材料上。
兩者的工作原理一致：都是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)進行光信號與電信號轉(zhuǎn)換，主要區(qū)別在于信號的傳輸處理方式不同。

CCD的信號傳輸方式可作如下理解：
接收到的光相當(dāng)于密集的雨點，CCD的像素點相當(dāng)于一個個水桶。這些水桶按列平行排布，每一列再逐列傳給轉(zhuǎn)移桶(信號讀取)，然后將數(shù)據(jù)一起打包放大輸出(數(shù)據(jù)傳輸)，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。這就是典型的CCD信號處理過程。

CCD檢測模型圖

而CMOS上的每一個像素點都能讀取光信號，并且每個像素點單獨配置了信號放大器，能直接將電信號直接傳輸給電路板。

CMOS檢測模型圖

CMOS對比CCD的優(yōu)勢

1、更高的靈敏度
CMOS檢測器比CCD檢測器的有更高的光敏性。

2、更寬的動態(tài)范圍
動態(tài)范圍是指信號*大值與*小值的比值，CMOS比CCD有大幅提升。由于CMOS動態(tài)范圍的提升，測量光強很弱的暗區(qū)域能力將提高。測量低含量元素的準確性和穩(wěn)定性，都會有很多幫助。

3、更高的分辨率
由于設(shè)備的動態(tài)范圍的提升，準確測量譜圖中暗區(qū)域能力也提高了。這個值預(yù)示著在低信號水平將會有更強地分辨能力。

4、更低的功耗
CMOS傳感器的光信號采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由晶體管放大輸出。但CCD傳感器為被動式采集，需外加電壓讓每個象素中的電荷移動，而此外加電壓通常需要達到12~18V。高驅(qū)動電壓更使其功耗遠高于CMOS傳感器的水平，CCD發(fā)熱量比CMOS更大，對儀器的散熱/恒溫效果更苛刻。

意大利GNR（津鈉）直讀光譜儀全系采用cmos檢測器，檢測精準可靠！

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GNR直讀光譜儀——CMOS與CCD傳感器比較

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