互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器由光电二极管组成，该光电二极管具有混合信号电路，能够将小光电流放大为数字信号。 CMOS图像传感器是与多种摄影相关的应用（例如数码摄像机，照片扫描仪，印刷和其他各种应用）的最佳选择之一。 如今，由于CMOS的用途广泛，并且与CCD相比，即使具有敏感度，它的制造工艺也很简单。

CMOS图像传感器的工作原理

通常，可以使用四种类型的程序

1、标准CMOS

2、模拟混合信号CMOS

3、数字CMOS

4、CMOS图像传感器工艺。

此过程与其他过程之间最明显的区别是光电设备（例如固定光电二极管）的可用性。 尺寸较小的技术的优点是像素更小，空间分辨率更高且功耗更低。 低于100 nm的技术需要修改制造工艺（不遵循数字路线图）和像素架构。

基本参数，例如漏电流（将影响对光的灵敏度）和工作电压（将影响动态范围，即饱和度，固定的光电二极管很可能无法在低压下工作）非常重要。由于存在这些局限性，因此引入了一种新的电路技术：

1.当使用0.1微米以下时，不能使用旧电路，例如标准像素电路。 这是由于拓扑结构需要高压。 因为现在最大电源电压较低。

2.通常使用校准电路和消除电路以减少噪声。

为了将分辨率提高到几百万像素和几百帧率，通常选择低尺寸技术。 显然，据报道，0.13微米和0.18微米足以达到良好的成像性能。

CMOS工艺的这些修改始于0.25微米及以下，以改善其成像特性。 由于制程规模将大大低于0.25微米及以下，因此一些基本参数会降低，即光响应性和暗电流。 因此，修改集中在减轻这些参数降级上。 系统要求（例如电源电压和温度）也是选择合适过程的标准之一。

工具的价格和开发成本也将决定工艺的选择。

CMOS图像传感器的设计方法

CMOS图像传感器的典型设计流程如下所示。

CMOS图像传感器的典型设计流程

可以对光学仿真进行波传播仿真。 诸如Synopsys和Silvaco的市售技术计算机辅助设计工具可用于模拟光电设备的工艺或技术。 有一项工作（混合模式仿真）将技术计算机辅助设计和像素级仿真结合在一起。

有很多电子设计自动化工具可用于像素电仿真，这些电子设计自动化工具类似于任何集成电路（IC）设计工具，例如spectre，SPICE，Verilog-A和Verilog。 如果像素数量很大，这些工具有时可能很耗时。

确实，如果需要大像素和深亚微米工艺，则必须提供更多的资金（对于非常深的亚微米，尤其是在90 nm以下，工具的成本更高）。 尽管CMOS代工厂提供了支持的设计工具的模型，但有时设计人员仍然必须自行对子模块进行建模，以适应CIS规范。 这可以加快像素电仿真时间，但是，这会降低精度。 对于系统仿真，可以使用VHDL-AMS，System-C或MATLAB预测整体功能和性能。