CMOS اور CCD کے درمیان فرق

امیجنگ، کمپیوٹر ویژن، اور فوٹوونکس ایپلی کیشنز کے لیے کسی بھی ڈیزائن کو مناسب طریقے سے کام کرنے کے لیے کسی قسم کی آپٹیکل اسمبلی اور سینسر کی ضرورت ہوگی۔ آپ کا اگلا آپٹیکل سسٹم آپٹیکل اجزاء کی ایک وسیع رینج کو شامل کرے گا، اور امیجنگ سینسر آپٹیکل اور الیکٹرانک دنیا کے درمیان پل ہیں۔

 

معقول سینسر کے انتخاب کے لیے متعدد عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ ان میں سے کچھ عوامل جوابی وقت، فارم فیکٹر، ریزولیوشن اور درخواست سے متعلق ہیں۔ سی سی ڈی بمقابلہ سی ایم او ایس سینسر کے درمیان انتخاب مشکل ہوسکتا ہے، لیکن یہ اس بات کا تعین کرے گا کہ سیچوریشن سے گریز کرتے ہوئے آپ کا سسٹم کتنی تیزی سے تصاویر کو حل کرسکتا ہے۔ اگر آپ کو نظر آنے والی حد سے باہر کام کرنے کی ضرورت ہے، تو آپ کو موثر امیجنگ کے لیے Si کے متبادل مواد پر غور کرنے کی ضرورت ہوگی۔ کچھ ایپلی کیشنز میں، فوٹوڈیوڈ سرنی کے ساتھ کام کرنا زیادہ معنی رکھتا ہے۔ یہاں یہ ہے کہ آپ کو ان مختلف قسم کے سینسرز کے بارے میں جاننے کی ضرورت ہے اور اپنی درخواست کے لیے صحیح جز کا انتخاب کیسے کریں۔

 

 

آپ کے سینسر میں استعمال ہونے والا فعال مواد حساس طول موج کی حد، بینڈ ٹیل کے نقصانات، اور درجہ حرارت کی حساسیت کا تعین کرے گا۔ ہو سکتا ہے آپ اپنی درخواست کے لحاظ سے انفراریڈ، مرئی یا UV رینج میں کام کر رہے ہوں۔ کیمرہ سسٹمز کے لیے، آپ کو نظر آنے والی رینج میں حساسیت چاہیے، جب تک کہ آپ تھرمل امیجنگ سسٹم پر کام نہ کر رہے ہوں۔ خصوصی امیجنگ ایپلی کیشنز کے لیے، جیسے فلوروسینس امیجنگ، آپ IR سے UV رینج تک کہیں بھی کام کر سکتے ہیں۔

 

کچھ فعال مواد ابھی بھی تحقیق کے مرحلے میں ہیں، جبکہ کچھ تجارتی اجزاء کے طور پر آسانی سے دستیاب ہیں۔ اگر آپ CCD بمقابلہ CMOS سینسر کے اجزاء کا موازنہ کر رہے ہیں، تو امیدوار سینسر کا انتخاب کرتے وقت فعال مواد شروع کرنے کے لیے ایک اچھی جگہ ہے۔

• سی:یہ امیجنگ سینسر میں استعمال ہونے والا سب سے عام مواد ہے۔ اس کا 1.1 eV (~ 1100 nm جذب کنارہ) کا بالواسطہ بینڈ گیپ اسے مرئی اور NIR طول موج کے لیے بہترین بناتا ہے۔
• InGaAs:یہ III-V مواد ~2600 nm تک IR کا پتہ لگاتا ہے۔ کی اس کی کم جنکشن اہلیت<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:سی سی ڈی کیمروں اور سینسرز میں یہ مواد کم عام ہے کیونکہ اس کی لاگت Si سے زیادہ ہے، اور All-Ge اور SiGe CMOS سینسر اب بھی ایک گرما گرم تحقیقی موضوع ہیں۔

مشین وژن میں کارکردگی کے لیے ایک بار سونے کا معیار سمجھے جانے کے بعد، سی سی ڈی سینسرز (چارج کپلڈ ڈیوائس) کو بہت سی ایپلی کیشنز میں جدید CMOS امیجنگ سینسرز (کمپلیمنٹری میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر) کے حق میں بند کیا جا رہا ہے۔ یہ کیوں ہے، اور آپ کیسے جانتے ہیں کہ آپ کے پروجیکٹ کے لیے کون سا سینسر صحیح ہے؟

 

یہاں ایک آسان وضاحت ہے کہ ٹیکنالوجیز کیسے کام کرتی ہیں:

 

سی سی ڈی اور سی ایم او ایس امیج سینسر دونوں ہی روشنی کو ہزاروں — یا لاکھوں — فوٹوسائٹس کہلانے والے روشنی کیپچر کنوؤں کے ساتھ لائٹ فوٹون کیپچر کرکے روشنی کو الیکٹران میں تبدیل کرتے ہیں۔ جب کوئی تصویر لی جا رہی ہوتی ہے، تو فوٹون کو جمع کرنے اور انہیں برقی سگنل کے طور پر ذخیرہ کرنے کے لیے فوٹو سائٹس کو بے نقاب کیا جاتا ہے۔

 

اگلا مرحلہ تصویر میں ہر فوٹو سائیٹ کے جمع شدہ چارج کی مقدار درست کرنا ہے۔ یہ وہ جگہ ہے جہاں ٹیکنالوجیز مختلف ہونے لگتی ہیں: ایک سی سی ڈی ڈیوائس میں، چارج کو چپ پر منتقل کیا جاتا ہے اور صف کے ایک کونے پر پڑھا جاتا ہے، اور ایک اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر ہر فوٹو سائٹ کے چارج کو ڈیجیٹل ویلیو میں بدل دیتا ہے۔

 

 

زیادہ تر CMOS آلات میں، دوسری طرف، ہر فوٹو سائٹ پر کئی ٹرانجسٹر ہوتے ہیں جو زیادہ روایتی تاروں کا استعمال کرتے ہوئے چارج کو بڑھاتے اور منتقل کرتے ہیں۔ یہ سینسر کو مختلف ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ لچکدار بناتا ہے، کیونکہ ہر فوٹو سائٹ کو انفرادی طور پر پڑھا جا سکتا ہے۔

 

ایک خصوصی مینوفیکچرنگ عمل CCD ڈیوائسز کو بغیر کسی تحریف کے پورے چپ پر چارجز منتقل کرنے کی صلاحیت دیتا ہے، جس سے اعلیٰ معیار کے، انتہائی حساس سینسر ہوتے ہیں۔ CMOS چپس زیادہ روایتی (اور سستی) مینوفیکچرنگ کے عمل کا استعمال کرتی ہیں۔

 

یہ سب CMOS اور CCD سینسر کے درمیان کئی اہم فرقوں میں اضافہ کرتا ہے:

• سی سی ڈی سینسر اعلیٰ معیار کی، کم شور والی تصاویر بناتے ہیں۔ CMOS سینسر عام طور پر شور کے لیے زیادہ حساس ہوتے ہیں۔
• چونکہ CMOS سینسر پر موجود ہر فوٹوسائٹ میں کئی ٹرانزسٹر ہوتے ہیں، اس لیے CMOS چپ کی روشنی کی حساسیت کم ہوتی ہے، کیونکہ بہت سے فوٹون فوٹوسائٹ کے بجائے ٹرانزسٹروں سے ٹکراتے ہیں۔
• سی سی ڈی سینسرز مساوی CMOS سینسر سے 100 گنا زیادہ پاور استعمال کرتے ہیں۔
• سی ایم او ایس سینسرز زیادہ تر معیاری سلکان پروڈکشن لائنوں پر تیار کیے جا سکتے ہیں، اس لیے سی سی ڈی سینسر کے مقابلے میں تیار کرنا سستا ہے۔

مجموعی طور پر، سی سی ڈی سینسرز کے مقابلے میں سی ایم او ایس سینسرز تیار کرنے میں بہت کم مہنگے ہیں اور کارکردگی میں تیزی سے بہتری لا رہے ہیں، لیکن کچھ مطالباتی ایپلی کیشنز کے لیے پھر بھی سی سی ڈی سینسر کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔