Determinación de la curva de transferencia de fotones, ruido de lectura y corriente oscura en sensores CMOS

Autores
Barreiro, Lara Sofía; Cammarata, Florencia Magalí; Dannusi, Mora; López Maggi, Pilar; Pérez Lanzillotta, Julieta; Schulze, Georg Emanuel; Bonifazi, Carla Brenda; Botti, Ana Martina; Depaoli, Eliana; Rodrigues Ferreira Maltez, Darío Pablo; Tiffenberg, Javier Sebastián
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
En los últimos 20 años, el uso de cámaras CMOS experimentó un fuerte auge, acompañado de notables mejoras en sus prestaciones. En este trabajo, realizamos una exhaustiva caracterización de la tecnología utilizando sensores comerciales. Presentamos la medición de su curva de transferencia de fotones, lo que nos permitió evaluar el rango dinámico y la linealidad del sensor. Medimos la tasa de corriente oscura en función de la temperatura y el efecto del filtro infrarrojo. Determinamos además el ruido de lectura, obteniendo como resultado un valor medio de (3.06 ± 0.01) e−. Los resultados presentados sobre los límites de operación y las posibles aplicaciones científicas de los sensores CMOS comerciales busca servir como punto de partida para una serie de experimentos a nivel de pregrado, así como también para su utilización en diversas aplicaciones científicas.
In the last 20 years, the use of CMOS cameras has experienced a strong growth, accompanied by significant improvements in their performance. In this work, we carry out an exhaustive characterization of this technology using commercial sensors. We present the measurement of the photon transfer curve, which allows us to evaluate the dynamic range and linearity of the sensor. We measure the dark current rate as a function of temperature and analyze the effect of the infrared filter. In addition, we determine the readout noise, obtaining an average value of (3.06±0.01)e−. The results presented on the operating limits and potential scientific applications of commercial CMOS sensors are intended to serve as a starting point for a series of undergraduate-level experiments, as well as for their use in a variety of scientific applications.
Fil: Barreiro, Lara Sofía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Cammarata, Florencia Magalí. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Dannusi, Mora. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: López Maggi, Pilar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Pérez Lanzillotta, Julieta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Schulze, Georg Emanuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Bonifazi, Carla Brenda. Universidad Nacional de San Martín - CONICET. Instituto de Ciencias Físicas (ICIFI); Argentina
Fil: Botti, Ana Martina. Fermi National Accelerator Laboratory ; United States
Fil: Depaoli, Eliana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Rodrigues Ferreira Maltez, Darío Pablo. Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA); Argentina
Fil: Tiffenberg, Javier Sebastián. Fermi National Accelerator Laboratory ; United States
Fuente
An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2025;04(36):71-75
Materia
CMOS
PTC
CORRIENTE OSCURA
RUIDO DE LECTURA
CMOS
PTC
DARK CURRENT
READOUT NOISE
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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Acceder
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In the last 20 years, the use of CMOS cameras has experienced a strong growth, accompanied by significant improvements in their performance. In this work, we carry out an exhaustive characterization of this technology using commercial sensors. We present the measurement of the photon transfer curve, which allows us to evaluate the dynamic range and linearity of the sensor. We measure the dark current rate as a function of temperature and analyze the effect of the infrared filter. In addition, we determine the readout noise, obtaining an average value of (3.06±0.01)e−. The results presented on the operating limits and potential scientific applications of commercial CMOS sensors are intended to serve as a starting point for a series of undergraduate-level experiments, as well as for their use in a variety of scientific applications.
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