CMOS Funktionsweise

CMOS Funktionsweise

CMOS

Die Art und Weise der bei CCDs verschalteten Fotodioden hat einen Nachteil: Sie verbrauchen ständig Strom. Dabei lässt sich der stromverändernde Teil der Fotodiode, p und n genannt, auch anders anordnen. Jeweils zwei gegenpolige Dioden nebeneinander erreichen den gleichen Effekt, verbrauchen aber erst Strom, wenn ihre Ladung umgeschaltet wird. Auf Technik-Deutsch hieße so eine Anordnung „Jeweils zwei miteinander verschaltete komplementäre Feldeffekttransistoren“ und auf Englisch „Complementary Metal Oxide Semiconductor“, kurz CMOS. Ausgelesen werden CMOS-Bausteine übrigens nicht in Reihe, sondern pro Fotodiode, sprich Pixel. CCDs und CMOS-Elemente sind also nicht so verschieden, beide beruhen auf dem Foto-Effekt, beide verwenden Fotodioden, nur die Art der Verschaltung ist anders.

CMOS – Vor- und Nachteile

Wie schon erklärt, verbrauchen CMOS-Elemente wenig Strom. Zum Einsatz kommen sie daher gerne in USB-Kameras oder Foto-Handys. Neue CMOS-Systeme kombinieren sogar noch weitere Bauteile mit der Bildaufnahme: Das APS (Active Pixel System) kann direkt auf der Diode digitalisieren. Damit erlauben sie eine sehr kleine Bauweise. Größter Vorteil gegenüber CCDs ist aber ihre Unempfindlichkeit gegen Blooming und Smear-Effekte. Da jeder Ladungspunkt einzeln ausgelesen wird, kann ein Übersprechen kaum stattfinden.

Hier lag lange Zeit aber auch ihr Nachteil: Keine Spannung durchläuft denselben Weg wie die nächste, daher muss bei der Fertigung auf eine große Homogenität innerhalb des CMOS geachtet werden. Das hat man mittlerweile auch dank APS im Griff, aktuelle Geräte zeigen in diesem Bereich keine Fehler mehr. Einzig die Lichtempfindlichkeit ist geringer, bei CMOS mit APS sind so viele Komponenten auf dem Chip, dass die eigentlichen Fotodioden recht klein geraten.

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