Was ist der Unterschied zwischen MOS und CMOS?

MOS bedeutet Metalloxid-Halbleiter. Es ist eine spezielle Art der Gerätebildung auf Siliziumwafern. Siehe diesen Link .

MOS, unqualifiziert, bedeutet normalerweise die Verwendung einer einzigen Dotierungstechnik, um entweder n-Kanal- (typischerweise) oder p-Kanal-FETs (Feldeffekttransistoren) zu erzeugen. Wenn ICs auf diese Weise hergestellt werden, werden die Kosten reduziert. Der Nachteil ist, dass eine gewisse Menge Strom verbraucht wird, wenn das Gerät eingeschaltet ist, aber eigentlich keine sinnvolle Arbeit verrichtet. n-MOS hat den Vorteil einer reduzierten Chipfläche, und wenn die Spezifikation zutrifft, verwenden sie möglicherweise ausschließlich NMOS für mehr Pixeldichte.

CMOS bedeutet komplementäres MOS, wenn sowohl n-Kanal- als auch p-Kanal-FETs erstellt werden (und daher mindestens zwei Dotierungsdurchgänge bei der Herstellung erforderlich sind). Der Effekt sind erhöhte Kosten, aber n-FET- und p-FET-Transistoren ermöglichen zusammen die Erstellung von statischen CMOS-Logikgattern. Diese verbrauchen sehr wenig Strom, wenn sie nicht umschalten (es gibt nur wegen eines gewissen Leckstroms einen statischen Stromverbrauch), und daher werden heutzutage CMOS und folglich statische Logikzellen fast ausschließlich in Niedrigstromanwendungen verwendet, bei denen die Batterielebensdauer kritisch ist.

Abgesehen davon kann ich mir eine nette Sensorschaltung vorstellen, die nur NMOS-Geräte verwendet und leistungsbezogene Probleme in einer separaten Schaltung behandelt.

Aus Wikipedia:

„Der Live-MOS-Sensor ist ein Markenname eines NMOS-Bildsensors, der von Panasonic, Olympus und Leica in ihren seit 2006 hergestellten DSLR-Systemen mit dem Four-Thirds-System verwendet wird (Olympus E-330, Panasonic Lumix DMC-L1 und Leica Digilux 3).

Ein Rezensent behauptet, dass der Sensor die gleiche Bildqualität wie CCD-basierte Sensoren erreichen kann, während der Energieverbrauch auf CMOS-Niveau gehalten wird."

Nach weiteren Untersuchungen scheint es, dass NMOS-Sensoren nur nMOS-Transistoren verwenden und CMOS-Sensoren sowohl nMOS- als auch pMOS-Transistoren verwenden. CMOS ermöglicht eine bessere Verlustleistung und mehr Transistoren.

https://www.elprocus.com/difference-between-nmos-cmos-technology/

Es scheint, dass CMOS und MOS (NMOS) sehr ähnliche Technologien sind, während CCD etwas völlig anderes ist.

Kurz gesagt, es gibt keinen Unterschied. Im Allgemeinen ist CMOS eine Teilmenge von MOS, aber im Kontext von Sensoren repräsentiert es dasselbe. Ich kann keine Hinweise darauf finden, dass sich der Sensor von anderen CMOS-Sensoren unterscheidet, stattdessen scheint es, dass er denselben Sensor wie Sonys RX10 hat .

MOS-Sensoren bestehen aus Fototransistoren, die das direkte Ablesen der durch Licht erzeugten Ladung ermöglichen. Umgekehrt speichern CCD-Sensoren die Ladung, die dann zu anderen Zellen verschoben wird, wo sie gelesen wird.

Was mich glauben lässt, dass es keinen Unterschied zwischen MOS und CMOS (bei Bildsensoren) gibt, ist, dass der eigentliche Fototransistor entweder pMOS oder nMOS sein muss und möglicherweise komplementär ist, um ein CMOS-Paar zu bilden.

Ich würde sagen, es ist nicht einmal Marketing, nur leicht unterschiedliche Begriffe, um dieselbe Technologie (MOSFET) anzuzeigen.

Für eine eingehendere Diskussion können Sie sich auf diese Frage auf EE.SE beziehen .

Ein digitaler Bildchip hat eine flache Oberfläche, die mit Photosites in einem Gittermuster bedeckt ist. Während der Belichtung wird die Oberfläche dieses Bildsensors mit Photonen beschossen. Die Anzahl der Photonentreffer an einem beliebigen Ort auf der Oberfläche des Chips ist proportional zur Helligkeit der Szene. Die Aufgabe der Fotodiode besteht darin, Photonentreffer in Elektronen umzuwandeln. Jeder Photonentreffer induziert eine elektrische Ladung, je größer die Anzahl der Treffer, desto größer die Ladung. Die Ladung wird temporär in der Photosite gespeichert.

Das CCD (Charged-Coupled Device) bewegt am Ende der Belichtung diese Ladungen aus jeder Fotostelle Reihe für Reihe in eine Haltestelle, die als Übertragungsregister bezeichnet wird. Jede Ladung wird nun ausgelesen und von einer Ladung in eine proportionale Spannung umgewandelt. Als nächstes wird diese Spannung an einen separaten Chip gesendet, der dieses analoge Signal in ein digitales Signal umwandelt.

Der CMOS-Bildgebungschip (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) speichert die Ladung nicht, einige Verarbeitungen werden durchgeführt und die Ladung wird dann zur weiteren Verarbeitung an einen anderen Teil des Chips oder an einen benachbarten Chip gesendet.

Die CCD liest Daten von jeder Fotostelle Pixel für Pixel und dann Zeile für Zeile aus. Dazu waren aufwändige Zeitsignale und andere Verarbeitungsfunktionen erforderlich. Am besten, wenn diese an einen separaten Chip übergeben werden. Da die CCD benachbarte Schaltungschips benötigt, ist das Nettoergebnis ein höherer Stromverbrauch (größere Batterie). Der CMOS ist ein komplexerer Chip, da die meisten Funktionen eingebaut sind. Der CCD muss Ladungen bewegen und sie auf benachbarte Chips übertragen, was einige Zeit in Anspruch nimmt. Das CMOS gewinnt an Geschwindigkeit, indem es den Prozess intern abwickelt.

Die CCD ist hinsichtlich der Empfindlichkeit effizienter. Das CMOS mit Vor-Ort-Verarbeitung nimmt Platz auf der Fotoseite ein. Der CMOS ist hinsichtlich der Empfindlichkeit weniger effizient. Der CMOS-Chip enthält wahrscheinlich Millionen von Konvertern und Verstärkern. Jeder wird sich in Bezug auf die Effizienz etwas unterscheiden; dies induziert ein festes Musterrauschen. Der CCD ist anfälliger für „Blooming“, dies ist ein Abfließen der Ladung zu einer benachbarten Fotostelle. Ausbluten wird als Streifen in Bereichen mit hoher Helligkeit des Bildes gesehen, wodurch das CMOS gegen Ausblühen resistent ist. Diese Chips entwickeln sich ebenso wie die Software. Die Chips von morgen werden kleiner und effizienter sein. Das Ziel ist immer, ein originalgetreues Bild zu machen.