Каква е разликата между сензорите CCD и CMOS

Сензорите CCD (charge coupled device) и CMOS (complementary metal oxide semiconductor) представят две различни технологии за цифрово заснемане на картини. Всяка от тях има своите силни и слаби страни, в зависимост от приложенията. Нито една от двете не превъзхожда категорично другата, въпреки твърденията на привържениците от двата лагера.
В последните пет години и двете технологии се промениха доста, а прогнозите за възхода на едната или падението на другата не се оправдаха. Положителното в тази борба за надмощие е подобряването на качествата на фотоапаратите, които използват такива сензори, и понижението на цените.

И двата типа сензори изпълняват една и съща функция – превръщат светлина в електрически заряд. Един опростен начин на представяне на сензора, използван в цифровия фотоапарат, е като двумерен масив от милиони миниатюрни соларни клетки, всяка от които преобразува светлината от малък участък от картината в електрони. CCD и CMOS устройствата използват различни технологии за изпълнение на тази задача.

Следващата стъпка е да се прочете стойността (натрупания заряд) на всяка клетка от изображението. В CCD сензора зарядът се транспортира през целия чип и се чете в края на масива. Аналогово-цифров преобразувател превръща стойността на всеки пиксел в цифров сигнал. Тук се използва специален производствен процес за пренос на заряда през чипа без изкривяване. Това води до високо качество по отношение на прецизност и чувствителност на светлина.

За производството на CMOS чипове се използва традиционният процес, по който се правят повечето микропроцесори. В тези сензори за всеки пиксел има няколко транзистора, които усилват сигнала. Много от фотоните попадат върху транзисторите, вместо върху фотодиода, което намалява чувствителността към светлината. Стандартният производствен процес за създаване на CMOS чипове обаче ги прави значително по-евтини от CCD сензорите.

Обобщено, сравнението между двете технологии изглежда така:

· CCD сензорите създават висококачествени изображения с ниско ниво на шум. CMOS сензорите по принцип са по-чувствителни към шум.

· CMOS сензорите консумират 100 пъти по-малко мощност в сравнение със CCD сензорите, които използват един процес, изискващ много енергия.

· CCD сензорите са в масово производство от по-отдавна, така че тяхната технология е по-зряла. Те дават по-високо качество и повече пиксели. CMOS технологията е по-млада, но бележи успехи в развитието си. Дизайнерите на CMOS устройства полагат огромни усилия за подобряване на качеството на изображението.

При това положение трудно може да се постави ясна линия, която да раздели приложенията, за които едната или другата технология са най-подходящи.CCD сензорите обикновено се използват в камери и фотоапарати, от които се изисква високо качество на изображението с много пиксели и изключителна чувствителност към светлина.

CMOS сензорите традиционно имат по-ниско качество, по-ниска резолюция и по-малка чувствителност. Те са по-евтини и имат по-дълъг живот на батерията. Технологията им обаче непрекъснато се подобрява и върви към доближаване до възможностите на CCD устройствата за определени приложения.