CMOS এবং CCD এর মধ্যে পার্থক্য

ইমেজিং, কম্পিউটার ভিশন এবং ফটোনিক্স অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেকোনো ডিজাইনের সঠিকভাবে কাজ করার জন্য কিছু ধরনের অপটিক্যাল সমাবেশ এবং সেন্সর প্রয়োজন হবে। আপনার পরবর্তী অপটিক্যাল সিস্টেম অপটিক্যাল উপাদানগুলির একটি বিস্তৃত পরিসরকে অন্তর্ভুক্ত করবে, এবং ইমেজিং সেন্সরগুলি হল অপটিক্যাল এবং ইলেকট্রনিক জগতের মধ্যে সেতু।

 

সুবিবেচনামূলক সেন্সর নির্বাচনের জন্য অনেকগুলি বিষয় বিবেচনা করা প্রয়োজন। এই কারণগুলির মধ্যে কিছু প্রতিক্রিয়া সময়, ফর্ম ফ্যাক্টর, রেজোলিউশন এবং প্রয়োগের সাথে সম্পর্কিত। একটি সিসিডি বনাম CMOS সেন্সরের মধ্যে পছন্দ করা কঠিন হতে পারে, তবে এটি নির্ধারণ করবে যে আপনার সিস্টেমটি স্যাচুরেশন এড়াতে কত দ্রুত চিত্রগুলি সমাধান করতে পারে। আপনার যদি দৃশ্যমান পরিসরের বাইরে কাজ করার প্রয়োজন হয়, তাহলে আপনাকে কার্যকর ইমেজিংয়ের জন্য Si-এর বিকল্প উপকরণগুলি বিবেচনা করতে হবে। কিছু অ্যাপ্লিকেশনে, ফটোডিওড অ্যারের সাথে কাজ করা আরও বোধগম্য হতে পারে। এই বিভিন্ন ধরণের সেন্সর সম্পর্কে আপনার যা জানা দরকার এবং আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক উপাদানটি কীভাবে চয়ন করবেন তা এখানে।

 

 

আপনার সেন্সরে ব্যবহৃত সক্রিয় উপাদান সংবেদনশীল তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমা, ব্যান্ড-টেইল লস এবং তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা নির্ধারণ করবে। আপনার আবেদনের উপর নির্ভর করে আপনি হয়তো ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান বা UV রেঞ্জে কাজ করছেন। ক্যামেরা সিস্টেমের জন্য, আপনি দৃশ্যমান পরিসর জুড়ে সংবেদনশীলতা চাইবেন, যদি না আপনি একটি তাপীয় ইমেজিং সিস্টেমে কাজ করছেন। বিশেষ ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, যেমন ফ্লুরোসেন্স ইমেজিং, আপনি IR থেকে UV রেঞ্জ পর্যন্ত যে কোনো জায়গায় কাজ করতে পারেন।

 

কিছু সক্রিয় উপাদান এখনও গবেষণা পর্যায়ে রয়েছে, যখন কিছু বাণিজ্যিক উপাদান হিসাবে সহজেই উপলব্ধ। আপনি যদি সিসিডি বনাম সিএমওএস সেন্সর উপাদানগুলির তুলনা করছেন, প্রার্থী সেন্সর নির্বাচন করার সময় সক্রিয় উপাদানটি শুরু করার জন্য একটি ভাল জায়গা।

• সি:এটি ইমেজিং সেন্সরে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ উপাদান। এর 1.1 eV (~1100 nm শোষণ প্রান্ত) এর পরোক্ষ ব্যান্ডগ্যাপ এটিকে দৃশ্যমান এবং NIR তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত করে তোলে।
• InGaAs:এই III-V উপাদানটি ~2600 nm পর্যন্ত IR সনাক্তকরণ প্রদান করে। এর কম জংশন ক্যাপাসিট্যান্স<1 nF makes InGaAs sensors ideal for applications at SMF wavelengths (1310 and 1550 nm). Tuning is achieved by altering the stoichiometry of In(1-x)GaxAs. InGaAs CCD sensors are available on the market from photonics suppliers, and companies like IBM have demonstrated InGaAs compatibility with CMOS processes.
• Ge:এই উপাদানটি সিসিডি ক্যামেরা এবং সেন্সরগুলিতে কম সাধারণ কারণ এর দাম Si এর চেয়ে বেশি, এবং All-Ge এবং SiGe CMOS সেন্সরগুলি এখনও একটি আলোচিত গবেষণার বিষয়।

একবার মেশিন ভিশনে পারফরম্যান্সের জন্য সোনার মান হিসাবে বিবেচিত, অনেক অ্যাপ্লিকেশনে আধুনিক CMOS ইমেজিং সেন্সর (পরিপূরক মেটাল-অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর) এর পক্ষে সিসিডি সেন্সর (চার্জ কাপলড ডিভাইস) বন্ধ করা হচ্ছে। কেন এটি, এবং আপনি কিভাবে জানেন যে কোন সেন্সর প্রকার আপনার প্রকল্পের জন্য সঠিক?

 

প্রযুক্তিগুলি কীভাবে কাজ করে তার একটি সরলীকৃত ব্যাখ্যা এখানে রয়েছে:

 

CCD এবং CMOS ইমেজ সেন্সর উভয়ই আলোকে ইলেকট্রনে রূপান্তরিত করে হাজার হাজার বা লক্ষাধিক আলো-ক্যাপচারিং কূপের সাহায্যে আলোক ফোটনকে ফটোসাইট বলে। যখন একটি ছবি তোলা হয়, ফটোসাইটগুলিকে ফোটন সংগ্রহ করার জন্য উন্মোচিত করা হয় এবং একটি বৈদ্যুতিক সংকেত হিসাবে সংরক্ষণ করা হয়।

 

পরবর্তী পদক্ষেপটি হল চিত্রের প্রতিটি ফটোসাইটের জমে থাকা চার্জের পরিমাণ নির্ধারণ করা। এখানে প্রযুক্তিগুলি ভিন্ন হতে শুরু করে: একটি সিসিডি ডিভাইসে, চার্জটি চিপ জুড়ে স্থানান্তরিত হয় এবং অ্যারের এক কোণে পড়া হয় এবং একটি এনালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তরকারী প্রতিটি ফটোসাইটের চার্জকে একটি ডিজিটাল মানতে পরিণত করে।

 

 

অন্যদিকে, বেশিরভাগ CMOS ডিভাইসে, প্রতিটি ফটোসাইটে বেশ কয়েকটি ট্রানজিস্টর রয়েছে যা আরো প্রথাগত তারের সাহায্যে চার্জকে প্রশস্ত করে এবং স্থানান্তর করে। এটি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সেন্সরটিকে আরও নমনীয় করে তোলে, কারণ প্রতিটি ফটোসাইট পৃথকভাবে পড়া যায়।

 

একটি বিশেষ উত্পাদন প্রক্রিয়া CCD ডিভাইসগুলিকে বিকৃতি ছাড়াই চিপ জুড়ে চার্জ পরিবহন করার ক্ষমতা দেয়, যার ফলে উচ্চ-মানের, অত্যন্ত সংবেদনশীল সেন্সর হয়। CMOS চিপগুলি আরও প্রচলিত (এবং সস্তা) উত্পাদন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে।

 

এই সবগুলি CMOS এবং CCD সেন্সরগুলির মধ্যে বেশ কয়েকটি প্রধান পার্থক্য যোগ করে:

• সিসিডি সেন্সর উচ্চ-মানের, কম শব্দের ছবি তৈরি করে। CMOS সেন্সর সাধারণত শব্দের জন্য বেশি সংবেদনশীল।
• যেহেতু একটি CMOS সেন্সরের প্রতিটি ফটোসাইটের পাশে বেশ কয়েকটি ট্রানজিস্টর থাকে, তাই একটি CMOS চিপের আলোক সংবেদনশীলতা কম থাকে, কারণ অনেক ফোটন ফটোসাইটের পরিবর্তে ট্রানজিস্টরগুলিতে আঘাত করে।
• সিসিডি সেন্সর সমতুল্য CMOS সেন্সরের চেয়ে 100 গুণ বেশি শক্তি খরচ করে।
• সিএমওএস সেন্সরগুলি বেশিরভাগ স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন উত্পাদন লাইনে তৈরি করা যেতে পারে, তাই সিসিডি সেন্সরগুলির তুলনায় উত্পাদন করা সস্তা।

সামগ্রিকভাবে, সিসিডি সেন্সরগুলির তুলনায় CMOS সেন্সরগুলি তৈরি করা অনেক কম ব্যয়বহুল এবং দ্রুত কার্যক্ষমতার উন্নতি করছে, তবে কিছু চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সিসিডি সেন্সরগুলির এখনও প্রয়োজন হতে পারে।