View NOIS1SM0250A_8383196.PDF datasheet online --- IC-ON-LINE

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s e m i c o n d u c t o r c o m p o n e n t s i n d u s t r i e s , l l c , 2 0 1 1 a u g u s t , 2 0 1 2 ? r e v . 9 1 p u b l i c a t i o n o r d e r n u m b e r : n o i s 1 s m 0 2 5 0 a / d n o i s 1 s m 0 2 5 0 a s t a r 2 5 0 2 5 0 k p i x e l r a d i a t i o n t o l e r a n t c m o s i m a g e s e n s o r f e a t u r e s ? 5 1 2 x 5 1 2 a c t i v e p i x e l s ? 2 5 m p i x e l s i z e ? 1 i n c h o p t i c a l f o r m a t ? u p t o 3 0 f r a m e s p e r s e c o n d ( f p s ) a t f u l l r e s o l u t i o n ? 8 m h z m a x i m u m d a t a r a t e / m a s t e r c l o c k ? 3 3 4 0 v . m 2 / w . s s e n s i t i v i t y ? 7 4 d b ( 5 0 0 0 : 1 ) d y n a m i c r a n g e ? 7 6 e - k t c n o i s e ? 4 7 5 0 e - / s a t r t d a r k c u r r e n t ? 5 v s u p p l y v o l t a g e ? o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e r a n g e ? 4 0 c t o + 8 5 c ? g a m m a t o t a l d o s e r a d i a t i o n t o l e r a n c e : i n c r e a s e i n a v e r a g e d a r k c u r r e n t < 1 n a / c m 2 a f t e r 3 m r a d i m a g e o p e r a t i o n w i t h d a r k s i g n a l < 1 v / s a f t e r 1 0 m r a d d e m o n s t r a t e d ( c o 6 0 ) ? p r o t o n r a d i a t i o n t o l e r a n c e : 1 % o f p i x e l s h a s a n i n c r e a s e i n d a r k c u r r e n t > 1 n a / c m 2 a f t e r 3 * 1 0 e 1 0 p r o t o n s a t 1 1 . 7 m e v ? s e l t h r e s h o l d > 8 0 m e v c m 3 m g - 1 ? l e s s t h a n 3 5 0 m w p o w e r c o n s u m p t i o n ? t h e s e d e v i c e s a r e p b ? f r e e a n d a r e r o h s c o m p l i a n t a p p l i c a t i o n s ? s a t e l l i t e s ? s p a c e c r a f t m o n i t o r i n g ? n u c l e a r i n s p e c t i o n o v e r v i e w t h e s t a r 2 5 0 s e n s o r i s a c m o s a c t i v e p i x e l s e n s o r t a r g e t e d f o r a b r o a d r a n g e o f a p p l i c a t i o n s i n c l u d i n g s p a c e b o r n e s y s t e m s s u c h a s s u n s e n s i n g a n d o p t i c a l i n t e r - s a t e l l i t e l i n k b e a m t r a c k e r a p p l i c a t i o n s . i t f e a t u r e s 5 1 2 x 5 1 2 p i x e l s o n a 2 5 m m p i t c h , o n c h i p f i x e d p a t t e r n n o i s e ( f p n ) c o r r e c t i o n , a p r o g r a m m a b l e g a i n a m p l i f i e r , a n d a 1 0 - b i t a d c . f l e x i b l e o p e r a t i n g ( m u l t i p l e w i n d o w i n g , s u b - s a m p l i n g ) i s p o s s i b l e b y d i r e c t a d d r e s s a b l e x a n d y r e g i s t e r s . t h e s e n s o r h a s a n o u t s t a n d i n g r a d i a t i o n t o l e r a n c e t h a t i s o b s e r v e d u s i n g p r o p r i e t a r y t e c h n o l o g y m o d i f i c a t i o n s a n d d e s i g n t e c h n i q u e s . t h e s t a r 2 5 0 u t i l i z e s a b k 7 g 1 8 g l a s s l i d w i t h a n t i r e f l e c t i v e c o a t i n g . t h e c a v i t y i s f i l l e d w i t h n 2 i n c r e a s i n g t h e t e m p e r a t u r e o p e r a t i n g r a n g e . o r d e r i n g i n f o r m a t i o n m a r k e t i n g p a r t n u m b e r d e s c r i p t i o n p a c k a g e n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - h h c m o n o w i t h b k 7 g 1 8 g l a s s 8 4 ? p i n j l c c c a s e 1 1 4 a k n o i s 1 s m 0 2 5 0 s - h h c m o n o w i t h b k 7 g 1 8 g l a s s , s p a c e q u a l i f i e d n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - h w c m o n o w i n d o w l e s s n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - w w c m o n o w a f e r w a f e r s a l e s n o t e : r e f e r t o o r d e r i n g c o d e d e f i n i t i o n o n p a g e 3 f o r m o r e i n f o r m a t i o n . h t t p : / / o n s e m i . c o m f i g u r e 1 . s t a r 2 5 0 p h o t o g r a p h j l d c c 8 4 c a s e 1 1 4 a k
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 c o n t e n t s f e a t u r e s 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a p p l i c a t i o n s 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o v e r v i e w 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o r d e r i n g i n f o r m a t i o n 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c o n t e n t s 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o r d e r i n g c o d e d e f i n i t i o n 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m a r k i n g 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s p e c i f i c a t i o n s 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e l e c t r i c a l s p e c i f i c a t i o n s 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s e n s o r a r c h i t e c t u r e 1 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p i x e l s t r u c t u r e 1 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s h i f t r e g i s t e r s 1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c o l u m n a m p l i f i e r s 1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e l e c t r o n i c s h u t t e r 1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p r o g r a m m a b l e g a i n a m p l i f i e r 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . a n a l o g - t o - d i g i t a l c o n v e r t e r 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t i m i n g a n d r e a d o u t o f i m a g e s e n s o r 1 2 . . . . . . . . . . . . i m a g e r e a d o u t p r o c e d u r e 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l o a d i n g t h e x a n d y s t a r t p o s i t i o n s 1 4 . . . . . . . . . . . . . o t h e r s i g n a l s 1 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p i n l i s t 1 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p a c k a g e d i m e n s i o n s 2 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . d i e a l i g n m e n t 2 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s o l d e r i n g a n d h a n d l i n g 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . h a n d l i n g p r e c a u t i o n s 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l i m i t e d w a r r a n t y 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . r o h s ( p b - f r e e ) c o m p l i a n c e 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a c c e p t a n c e c r i t e r i a s p e c i f i c a t i o n 2 2 . . . . . . . . . . . . . . . a c r o n y m s 2 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g l o s s a r y 2 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 3 o r d e r i n g c o d e d e f i n i t i o n n o n s e m i c o n d u c t o r d e s i g n a t o r s 1 = s t a r i m a g e s e n s o r s o p t o m = m o n o m i c r o l e n s s t a n d a r d p r o c e s s a = s t a n d a r d g r a d e s = s p a c e g r a d e o c t e m p e r a t u r e r a n g e h = b k 7 g 1 6 g l a s s w = w i n d o w l e s s r e s o l u t i o n : 0 . 2 5 m e g a p i x e l s 1 s m h = l c c w = d i e s a l e s q i d 0 2 5 0 a ? m a r k i n g t h e m a r k i n g s h a l l c o n s i s t o f a l e a d i d e n t i f i c a t i o n a n d t r a c e a b i l i t y i n f o r m a t i o n . l e a d i d e n t i f i c a t i o n a n i n d e x t o p i n 1 s h a l l b e l o c a t e d o n t h e t o p o f t h e p a c k a g e a s s h o w n i n s e c t i o n p a c k a g e d i m e n s i o n s o n p a g e 2 1 . t h e p i n n u m b e r i n g i s c o u n t e r c l o c k - w i s e , w h e n l o o k i n g a t t h e t o p - s i d e o f t h e c o m p o n e n t . t r a c e a b i l i t y i n f o r m a t i o n t e s t s e a c h c o m p o n e n t s h a l l b e m a r k e d s u c h t h a t c o m p l e t e t r a c e a b i l i t y c a n b e m a i n t a i n e d . t h e c o m p o n e n t s h a l l b e a r a n u m b e r t h a t i s c o n s t i t u t e d a s f o l l o w s : o r d e r a b l e p a r t n u m b e r p a c k a g e m a r k : l i n e 1 p a c k a g e m a r k : l i n e 2 p a c k a g e m a r k : l i n e 3 n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - h h c n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - h h c _ n n n n a w l y y w w n o i s 1 s m 0 2 5 0 s - h h c n o i s 1 s m 0 2 5 0 s - h h c _ n n n n a w l y y w w n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - h w c n o i s 1 s m 0 2 5 0 a - h w c _ n n n n a w l y y w w w h e r e n n n n - s e r i a l i z e d n u m b e r c o n t r o l l e d m a n u a l l y b y o n s e m i c o n d u c t o r , b e l g i u m w h e r e a w l y y w w r e p r e s e n t s t h e l o t a s s e m b l y d a t e m a r k i n g d i a g r a m x x x x x = s p e c i f i c d e v i c e c o d e a = a s s e m b l y l o c a t i o n w l = w a f e r l o t y y = y e a r w w = w o r k w e e k n n n n = s e r i a l n u m b e r 5 3 3 3 1 2 3 2 7 4 5 2 7 5 1 1 8 4 1
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 4 s p e c i f i c a t i o n s t a b l e 1 . g e n e r a l s p e c i f i c a t i o n s p a r a m e t e r s p e c i f i c a t i o n r e m a r k s p i x e l a r c h i t e c t u r e 3 t r a n s i s t o r a c t i v e p i x e l 4 d i o d e s p e r p i x e l r a d i a t i o n - t o l e r a n t p i x e l d e s i g n 4 p h o t o d i o d e s f o r i m p r o v e d m t f p i x e l s i z e 2 5 x 2 5 m 2 r e s o l u t i o n 5 1 2 x 5 1 2 p i x e l s p i x e l r a t e 8 m p s s h u t t e r t y p e e l e c t r o n i c i n t e g r a t i o n t i m e i s v a r i a b l e , s t e p s e q u a l t o t h e r o w r e a d o u t t i m e f r a m e r a t e 2 9 f u l l f r a m e s / s e c o n d e x t e n d e d d y n a m i c r a n g e d o u b l e s l o p e p r o g r a m m a b l e g a i n p r o g r a m m a b l e b e t w e e n x 1 , x 2 , x 4 , x 8 s e l e c t a b l e t h r o u g h p i n s g 0 a n d g 1 s u p p l y v o l t a g e v d d 5 v o p e r a t i o n a l t e m p e r a t u r e r a n g e ? 4 0 c t o + 8 5 c n i t r o g e n i n c a v i t y p a c k a g e 8 4 - p i n j l c c t a b l e 2 . e l e c t r o - o p t i c a l s p e c i f i c a t i o n s p a r a m e t e r s p e c i f i c a t i o n ( t y p i c a l ) c o m m e n t d e t e c t o r t e c h n o l o g y c m o s a c t i v e p i x e l s e n s o r p i x e l s t r u c t u r e 3 - t r a n s i s t o r a c t i v e p i x e l 4 d i o d e s p e r p i x e l r a d i a t i o n - t o l e r a n t p i x e l d e s i g n 4 p h o t o d i o d e s f o r i m p r o v e d m t f p h o t o d i o d e h i g h f i l l f a c t o r p h o t o d i o d e s e n s i t i v e a r e a f o r m a t 5 1 2 b y 5 1 2 p i x e l s p i x e l s i z e 2 5 m 2 x 2 5 m 2 s p e c t r a l r a n g e 2 0 0 n m t o 1 0 0 0 n m s e e f i g u r e 2 a n d f i g u r e 3 q u a n t u m e f f i c i e n c y x f i l l f a c t o r m a x i m u m 3 5 % a b o v e 2 0 % b e t w e e n 4 5 0 n m a n d 7 5 0 n m ( m e t a l f i l l f a c t o r ( m f f ) i s 6 3 % ) f u l l w e l l c a p a c i t y 3 1 1 k e l e c t r o n s w h e n o u t p u t a m p l i f i e r g a i n = 1 l i n e a r r a n g e w i t h i n + 1 % 1 2 8 k e l e c t r o n s w h e n o u t p u t a m p l i f i e r g a i n = 1 o u t p u t s i g n a l s w i n g 1 . 6 8 v w h e n o u t p u t a m p l i f i e r g a i n = 1 c o n v e r s i o n g a i n 5 . 7 v / e - w h e n o u t p u t a m p l i f i e r g a i n = 1 n e a r d a r k t e m p o r a l n o i s e 7 6 e - d o m i n a t e d b y k t c d y n a m i c r a n g e 7 4 d b ( 5 0 0 0 : 1 ) a t t h e a n a l o g o u t p u t f p n 1 < 0 . 1 % o f f u l l w e l l ( t y p i c a l ) m e a s u r e d l o c a l , o n c e n t r a l i m a g e a r e a 5 0 % o f p i x e l s i n t h e d a r k p r n u ( p h o t o r e s p o n s e n o n u n i f o r m i t y ) l o c a l : 1 = 0 . 3 9 % o f r e s p o n s e g l o b a l : 1 = 1 . 3 % o f r e s p o n s e m e a s u r e d i n c e n t r a l i m a g e a r e a 5 0 % o f p i x e l s , a t q s a t / 2 a v e r a g e d a r k c u r r e n t s i g n a l 4 7 5 0 e - / s a t r t d s n u ( d a r k s i g n a l n o n u n i - f o r m i t y ) 3 8 0 5 e - / s r m s a t r t , s c a l e l i n e a r l y w i t h i n t e g r a t i o n t i m e m t f h o r i z o n t a l : 0 . 3 6 v e r t i c a l : 0 . 3 9 a t 6 0 0 n m . o p t i c a l c r o s s t a l k 5 % t o n e a r e s t n e i g h b o r i f c e n t r a l p i x e l i s h o m o g e n e o u s l y i l l u m i n a t e d
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 5 t a b l e 2 . e l e c t r o - o p t i c a l s p e c i f i c a t i o n s p a r a m e t e r c o m m e n t s p e c i f i c a t i o n ( t y p i c a l ) a n t i b l o o m i n g c a p a c i t y x 1 0 0 0 t o x 1 0 0 0 0 0 o u t p u t a m p l i f i e r g a i n 1 , 2 , 4 , o r 8 c o n t r o l l e d b y t w o b i t s w i n d o w i n g x a n d y 9 - b i t p r o g r a m m a b l e s h i f t r e g i s t e r s i n d i c a t e u p p e r l e f t p i x e l o f e a c h w i n d o w e l e c t r o n i c s h u t t e r r a n g e 1 : 5 1 2 i n t e g r a t i o n t i m e i s v a r i a b l e i n t i m e s t e p s e q u a l t o t h e r o w r e a d o u t t i m e a d c 1 0 - b i t a d c l i n e a r i t y 3 . 5 c o u n t s i n l m i s s i n g c o d e s n o n e a d c s e t u p t i m e 3 1 0 n s t o r e a c h 9 9 % o f f i n a l v a l u e a d c d e l a y t i m e 1 2 5 n s p o w e r d i s s i p a t i o n < 3 5 0 m w a v e r a g e a t 8 m h z p i x e l r a t e s p e c t r a l r e s p o n s e c u r v e f i g u r e 2 . s p e c t r a l r e s p o n s e c u r v e
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 6 f i g u r e 3 . u v r e g i o n s p e c t r a l r e s p o n s e c u r v e p i x e l p r o f i l e f i g u r e 4 . p i x e l p r o f i l e t h e p i x e l p r o f i l e i s m e a s u r e d u s i n g t h e ? k n i f e e d g e ? m e t h o d : t h e i m a g e o f a t a r g e t c o n t a i n i n g a b l a c k t o w h i t e t r a n s i t i o n i s s c a n n e d o v e r a c e r t a i n p i x e l w i t h s u b p i x e l r e s o l u t i o n s t e p s . t h e s e n s o r s e t t i n g s a n d i l l u m i n a t i o n c o n d i t i o n s a r e a d j u s t e d s u c h t h a t t h e t r a n s i t i o n c o v e r s 5 0 % o f t h e o u t p u t r a n g e . t h e s c a n i s p e r f o r m e d b o t h h o r i z o n t a l a n d v e r t i c a l .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 7 e l e c t r i c a l s p e c i f i c a t i o n s a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s a b s o l u t e r a t i n g s a r e t h o s e v a l u e s b e y o n d w h i c h d a m a g e t o t h e d e v i c e m a y o c c u r . t a b l e 3 . a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s s t a r 2 5 0 b k 7 c h a r a c t e r i s t i c s l i m i t s u n i t s r e m a r k s m i n m a x a n y s u p p l y v o l t a g e ? 0 . 5 + 7 v v o l t a g e o n a n y i n p u t t e r m i n a l ? 0 . 5 v d d + 0 . 5 v s t o r a g e t e m p e r a t u r e ? 4 0 + 8 5 c ? 4 0 + 1 2 0 c m a x i m u m 1 h o u r s e n s o r s o l d e r i n g t e m p e r a t u r e n a 1 2 5 c h a n d s o l d e r i n g o n l y . t h e s e n s o r ? s t e m p e r a t u r e d u r i n g s o l d e r i n g s h o u l d n o t e x c e e d t h i s l i m i t . s t r e s s e s e x c e e d i n g m a x i m u m r a t i n g s m a y d a m a g e t h e d e v i c e . m a x i m u m r a t i n g s a r e s t r e s s r a t i n g s o n l y . f u n c t i o n a l o p e r a t i o n a b o v e t h e r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s i s n o t i m p l i e d . e x t e n d e d e x p o s u r e t o s t r e s s e s a b o v e t h e r e c o m m e n d e d o p e r a t i n g c o n d i t i o n s m a y a f f e c t d e v i c e r e l i a b i l i t y . t a b l e 4 . r a d i a t i o n t o l e r a n c e p a r a m e t e r c r i t e r i o n q u a l i f i c a t i o n l e v e l g a m m a t o t a l d o s e r a d i a t i o n t o l e r a n c e i n c r e a s e i n a v e r a g e d a r k c u r r e n t < 1 n a / c m 2 a f t e r 3 m r a d s e e f i g u r e 5 i m a g e o p e r a t i o n w i t h d a r k s i g n a l < 1 v / s 1 0 m r a d d e m o n s t r a t e d ( c o 6 0 ) s i n g l e ( t e s t ) p i x e l o p e r a t i o n w i t h d a r k s i g n a l < 1 v / s 2 4 m r a d d e m o n s t r a t e d ( c o 6 0 ) p r o t o n r a d i a t i o n t o l e r a n c e 1 % o f p i x e l s h a s a n i n c r e a s e i n d a r k c u r r e n t > 1 n a / c m 2 a f t e r 3 x 1 0 ^ 1 0 p r o t o n s a t 1 1 . 7 m e v s e e f i g u r e 5 s e l t h r e s h o l d > 8 0 m e v c m 3 m g - 1 t o b e c o n f i r m e d
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 8 f i g u r e 5 s h o w s t h e i n c r e a s e i n d a r k c u r r e n t u n d e r t o t a l d o s e i r r a d i a t i o n . t h i s c u r v e i s m e a s u r e d w h e n t h e r a d i a t i o n i s a t h i g h d o s e r a t e . a n n e a l i n g r e s u l t s i n a s i g n i f i c a n t d a r k c u r r e n t d e c r e a s e . f i g u r e 5 . d a r k c u r r e n t i n c r e a s e 0 0 , 2 0 , 4 0 , 6 0 , 8 1 1 , 2 1 , 4 0 t o t a l i o n i z i n g d o s e [ m r a d ( s i ) ] d a r k c u r r e n t i n c r e a s e [ n a / c m 2 ] 2 4 6 8 1 0 1 2 f i g u r e 6 s h o w s t h e p e r c e n t a g e o f p i x e l s w i t h a d a r k c u r r e n t i n c r e a s e u n d e r 1 1 . 7 m e v r a d i a t i o n w i t h p r o t o n s . f i g u r e 6 . p e r c e n t a g e o f p i x e l s w i t h d a r k c u r r e n t i n c r e a s e
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 9 d c o p e r a t i n g c o n d i t i o n s t a b l e 5 . d c s p e c i f i c a t i o n s s y m b o l p a r a m e t e r ( n o t e s 1 , 2 a n d 3 ) m i n t y p m a x u n i t s v d d _ a n a a n a l o g s u p p l y v o l t a g e t o i m a g e r p a r t ? 5 ? v v d d _ d i g d i g i t a l s u p p l y v o l t a g e t o i m a g e r p a r t ? 5 ? v v d d _ a d c _ a n a a n a l o g s u p p l y v o l t a g e t o a d c ? 5 ? v v d d _ a d c _ d i g d i g i t a l s u p p l y v o l t a g e t o a d c ? 5 ? v v d d _ a d c _ d i g _ 3 . 3 / 5 s u p p l y v o l t a g e o f a d c o u t p u t s t a g e ? 3 . 3 t o 5 ? v v i h l o g i c a l ? 1 ? i n p u t v o l t a g e 2 . 3 ? v d d v v i l l o g i c a l ? 0 ? i n p u t v o l t a g e 0 ? 1 v v o h l o g i c a l ? 1 ? o u t p u t v o l t a g e 4 . 2 5 4 . 5 ? v v o l l o g i c a l ? 0 ? o u t p u t v o l t a g e ? 0 . 1 1 v v d d _ p i x p i x e l a r r a y p o w e r s u p p l y ( d e f a u l t 5 v , t h e d e v i c e i s t h e n i n ? s o f t r e s e t ? . t o a v o i d t h e i m a g e l a g a s s o c i a t e d w i t h s o f t r e s e t , r e d u c e t h i s v o l t a g e t o 3 ? 3 . 5 v ? h a r d r e s e t ? ) ? 5 ? v v d d _ r e s l r e s e t p o w e r s u p p l y ? 5 ? v 1 . a l l p a r a m e t e r s a r e c h a r a c t e r i z e d f o r d c c o n d i t i o n s a f t e r e s t a b l i s h i n g t h e r m a l e q u i l i b r i u m . 2 . u n u s e d i n p u t s m u s t a l w a y s b e t i e d t o a n a p p r o p r i a t e l o g i c l e v e l , f o r e x a m p l e , e i t h e r v d d o r g n d . 3 . t h i s d e v i c e c o n t a i n s c i r c u i t r y t o p r o t e c t t h e i n p u t s a g a i n s t d a m a g e d u e t o h i g h s t a t i c v o l t a g e s o r e l e c t r i c f i e l d s . t a k e n o r m a l p r e c a u t i o n s t o a v o i d a p p l y i n g a n y v o l t a g e s h i g h e r t h a n t h e m a x i m u m r a t e d v o l t a g e s t o t h i s h i g h i m p e d a n c e c i r c u i t .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 0 s e n s o r a r c h i t e c t u r e y - s t a r t r e g i s t e e r - d e c o d e r 9 1 0 d 9 . . . d 0 c l k _ a d c a i n c o l u m n a m p l i f i e r s 5 1 2 5 1 2 l d _ x r s t s i g p r o g r . g a i n a m p l i f i e r b l a c k r e f c a l g 0 g 1 s y n c _ y l c l k _ y l l d _ y 9 9 5 1 2 y a d d r e s s d e c o d e r / s h i f t r e g i s t e r 5 1 2 r s t s e l c o l y a d d r e s s d e c o d e r / s h i f t r e g i s t e r 1 0 - b i t a d c c l k _ y r s y n c y r a 8 . . . a 0 a o u t 9 c l k x s y n c _ x x - s t a r t r e g i s t e r f i g u r e 7 . s t a r 2 5 0 s c h e m a t i c x a d d r e s s d e c o d e r / s h i f t r e g i s t e r r s p i x e l a r r a y 5 1 2 b y 5 1 2 p i x e l s t h e b a s e l i n e o f t h e s t a r 2 5 0 s e n s o r d e s i g n c o n s i s t s o f a n i m a g e r w i t h a 5 1 2 b y 5 1 2 a r r a y o f a c t i v e p i x e l s a t 2 5 m p i t c h . t h e d e t e c t o r c o n t a i n s o n - c h i p c o r r e c t i o n f o r f p n i n t h e c o l u m n a m p l i f i e r s , a p r o g r a m m a b l e g a i n o u t p u t a m p l i f i e r , a n d a 1 0 - b i t a d c . t h r o u g h a d d i t i o n a l p r e s e t r e g i s t e r s , t h e s t a r t p o s i t i o n o f a w i n d o w c a n b e p r o g r a m m e d t o e n a b l e f a s t r e a d o u t o f o n l y p a r t o f t h e d e t e c t o r a r r a y . p i x e l s t r u c t u r e t h e i m a g e s e n s o r c o n s i s t s o f s e v e r a l b u i l d i n g b l o c k s a s o u t l i n e d i n f i g u r e 7 . t h e c e n t r a l e l e m e n t i s a 5 1 2 b y 5 1 2 p i x e l a r r a y w i t h s q u a r e p i x e l s a t 2 5 m p i t c h . u n l i k e c l a s s i c a l d e s i g n s , t h e p i x e l s o f t h i s s e n s o r c o n t a i n f o u r p h o t o d i o d e s . t h i s c o n f i g u r a t i o n e n h a n c e s t h e m t f a n d r e d u c e s t h e p r n u . f i g u r e 8 s h o w s a n e l e c t r i c a l d i a g r a m o f t h e p i x e l s t r u c t u r e . t h e f o u r p h o t o d i o d e s a r e c o n n e c t e d i n p a r a l l e l t o t h e r e s e t t r a n s i s t o r ( t 1 ) . t r a n s i s t o r t 2 c o n v e r t s t h e c h a r g e , c o l l e c t e d o n t h e p h o t o d i o d e n o d e , t o a v o l t a g e s i g n a l t h a t i s c o n n e c t e d t o t h e c o l u m n b u s b y t 3 . t h e r e s e t a n d r e a d e n t r a n c e o f t h e p i x e l a r e c o n n e c t e d t o o n e o f t h e y s h i f t r e g i s t e r s . f i g u r e 8 . s t a r 2 5 0 p i x e l s t r u c t u r e t 1 t 2 t 3 r e a d c o l u m n b u s r e s e t
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 1 s h i f t r e g i s t e r s t h e s h i f t r e g i s t e r s a r e l o c a t e d n e x t t o t h e p i x e l a r r a y a n d c o n t a i n e q u a l n u m b e r o f o u t p u t s a n d p i x e l a r r a y r o w s . t h e y a r e d e s i g n e d a s ? 1 - h o t ? r e g i s t e r s , ( y l a n d y r s h i f t r e g i s t e r ) e a c h a l l o w i n g s e l e c t i o n o f o n e r o w o f p i x e l s a t a t i m e . a c l o c k p u l s e m o v e s t h e p o i n t e r o n e p o s i t i o n d o w n t h e r e g i s t e r r e s u l t i n g i n t h e s e l e c t i o n o f e v e r y i n d i v i d u a l r o w f o r e i t h e r r e s e t o r r e a d o u t . t h e s p a t i a l o f f s e t b e t w e e n t h e t w o s e l e c t e d r o w s d e t e r m i n e s t h e i n t e g r a t i o n t i m e . a s y n c h r o n i z a t i o n p u l s e t o t h e s h i f t r e g i s t e r s l o a d s t h e v a l u e f r o m a p r e s e t r e g i s t e r i n t o t h e s h i f t r e g i s t e r f o r c i n g t h e p o i n t e r t o a p r e d e t e r m i n e d p o s i t i o n . w i n d o w i n g i n t h e v e r t i c a l ( y ) d i r e c t i o n i s a c h i e v e d b y p r e s e t t i n g t h e r e g i s t e r s t o a r o w t h a t i s n o t t h e f i r s t r o w a n d b y c l o c k i n g o u t o n l y t h e r e q u i r e d n u m b e r o f r o w s . c o l u m n a m p l i f i e r s a l l o u t p u t s f r o m t h e p i x e l s i n a c o l u m n a r e c o n n e c t e d i n p a r a l l e l t o a c o l u m n a m p l i f i e r . t h i s a m p l i f i e r s a m p l e s t h e o u t p u t v o l t a g e a n d t h e r e s e t l e v e l o f t h e p i x e l w h o s e r o w i s s e l e c t e d a t t h a t m o m e n t a n d p r e s e n t s t h e s e v o l t a g e l e v e l s t o t h e o u t p u t a m p l i f i e r . a s a r e s u l t , t h e p i x e l s a r e a l w a y s r e s e t i m m e d i a t e l y a f t e r r e a d o u t a s p a r t o f t h e s a m p l e p r o c e d u r e a n d t h e m a x i m u m i n t e g r a t i o n t i m e o f a p i x e l i s t h e t i m e b e t w e e n t w o r e a d c y c l e s . e l e c t r o n i c s h u t t e r i n a l i n e s c a n i n t e g r a t i n g i m a g e r w i t h e l e c t r o n i c s h u t t e r , t h e r e a r e t w o c o n t i n u o u s p r o c e s s e s o f i m a g e g a t h e r i n g . t h e f i r s t p r o c e s s r e s e t s l i n e s i n a p r o g r e s s i v e s c a n . a t l i n e r e s e t , a l l t h e p i x e l s i n a l i n e a r e d r a i n e d f r o m a n y p h o t o c h a r g e s c o l l e c t e d s i n c e t h e i r l a s t r e s e t o r r e a d o u t . a f t e r r e s e t , a n e w e x p o s u r e c y c l e s t a r t s f o r t h a t p a r t i c u l a r l i n e . t h e s e c o n d p r o c e s s i s t h e a c t u a l r e a d o u t , w h i c h a l s o h a p p e n s i n a n e q u a l l y f a s t l i n e w i s e p r o g r e s s i v e s c a n . d u r i n g r e a d o u t , t h e p h o t o c h a r g e s c o l l e c t e d s i n c e t h e p r e v i o u s r e s e t a r e c o n v e r t e d i n t o a n o u t p u t v o l t a g e . t h i s i s t h e n p a s s e d o n p i x e l b y p i x e l t o t h e i m a g e r ? s p i x e l s e r i a l o u t p u t a n d a d c . r e a d o u t i s d e s t r u c t i v e , m e a n i n g t h e a c c u m u l a t i o n o f c h a r g e s f r o m s u c c e s s i v e e x p o s u r e p h a s e s i s n o t p o s s i b l e i n t h e p r e s e n t a r c h i t e c t u r e . t h e s t a r 2 5 0 h a s t w o y s h i f t r e g i s t e r s ; y l a n d y r . o n e i s u s e d t o r e a d o u t a l i n e ( y l ) a n d t h e o t h e r i s u s e d t o r e s e t a l i n e ( y r ) . t h e i n t e g r a t i o n t i m e i s e q u a l t o t h e t i m e b e t w e e n t h e l a s t r e s e t a n d r e a d o u t o f t h a t l i n e , s e e f i g u r e 9 . t h e i n t e g r a t i o n t i m e i s c a l c u l a t e d a s f o l l o w s : i n t e g r a t i o n t i m e = ( n r . l i n e s * ( r b t + p i x e l p e r i o d * n r . p i x e l s ) ) w i t h : ? n r . l i n e s : n u m b e r o f l i n e s b e t w e e n r e a d o u t a n d r e s e t ( y ) . ? n r . p i x e l s : n u m b e r o f p i x e l s r e a d o u t e a c h l i n e ( x ) . ? r b t : r o w b l a n k i n g t i m e = 3 . 2 s ( t y p i c a l ) . ? p i x e l p e r i o d : 1 / 8 m h z = 1 2 5 n s ( t y p i c a l ) . r e s e t l i n e r e a d l i n e x y x y t i m e a x i s l i n e n u m b e r f r a m e t i m e i n t e g r a t i o n t i m e r e s e t s e q u e n c e f i g u r e 9 . e l e c t r o n i c s h u t t e r
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 2 p r o g r a m m a b l e g a i n a m p l i f i e r t h e s i g n a l f r o m t h e c o l u m n a m p l i f i e r s i s f e d t o a n o u t p u t a m p l i f i e r w i t h f o u r p r e s e t t a b l e g a i n s ( a d j u s t a b l e w i t h p i n s g 0 a n d g 1 ) . t h e o f f s e t c o r r e c t i o n o f t h i s a m p l i f i e r i s d o n e t h r o u g h a b l a c k r e f e r e n c e p r o c e d u r e . t h e s i g n a l f r o m t h e o u t p u t a m p l i f i e r i s e x t e r n a l l y a v a i l a b l e o n t h e a n a l o g o u t p u t t e r m i n a t o r o f t h e d e v i c e . a n a l o g - t o - d i g i t a l c o n v e r t e r t h e o n - c h i p 1 0 - b i t a d c i s e l e c t r i c a l l y s e p a r a t e d f r o m t h e o t h e r c i r c u i t s o f t h e d e v i c e . t h e a d c c o n v e r s i o n r a n g e i s s e t b y t h e v o l t a g e s o n v l o w _ a d c ( p i n 4 7 ) a n d v h i g h _ a d c ( p i n 7 0 ) . m a k e v o l t a g e s o n t h e s e p i n s e q u a l t o a b o u t 2 v o n v l o w _ a d c a n d 4 v o n v h i g h _ a d c . t h e v o l t a g e s a r e s e t b y c o n n e c t i n g v l o w w i t h 1 . 2 k t o g n d a n d v h i g h _ a d c w i t h 5 6 0 t o v d d . t h i s w a y , a r e s i s t o r l a d d e r i s c r e a t e d a s s h o w n i n f i g u r e 1 0 . f i g u r e 1 0 . a d c r e s i s t o r l a d d e r r a d c _ v h i g h e x t e r n a l i n t e r n a l r a d c r a d c _ v l o w e x t e r n a l p i n 7 0 : v h i g h _ a d c p i n 4 7 : v l o w _ a d c t h e i n t e r n a l a d c r e s i s t a n c e v a r i e s a c c o r d i n g t o t e m p e r a t u r e . t h e r e s i s t a n c e v a l u e i n c r e a s e s a p p r o x i m a t e l y 4 . 4 / c w i t h i n c r e a s i n g t e m p e r a t u r e . i f t h e a d c r a n g e i s s e t e x t e r n a l l y w i t h r e s i s t o r s , t h e c o n v e r s i o n r a n g e m a y v a r y w i t h t e m p e r a t u r e . t h i s e f f e c t i s c a n c e l l e d o u t b y n o t m a k i n g u s e o f r e s i s t o r s b u t d i r e c t l y a p p l y i n g v o l t a g e s o n v l o w _ a d c a n d v h i g h _ a d c . t i m i n g a n d r e a d o u t o f i m a g e s e n s o r i m a g e r e a d o u t p r o c e d u r e a p r e a m b l e o r i n i t i a l i z a t i o n p h a s e i s i r r e l e v a n t . t h e s e n s o r i s r e a d o u t c o n t i n u o u s l y . t h e f i r s t f r a m e i s g e n e r a l l y s a t u r a t e d a n d u s e l e s s b e c a u s e t h e r e i s n o p r e c e d i n g r e s e t o f e a c h p i x e l . i m a g e r e a d o u t i n a n i n f i n i t e u n i n t e r r u p t e d l o o p , f o l l o w t h e s e s t e p s f o r e v e r y l i n e : 1 . s y n c h r o n i z e t h e r e a d ( y l ) a n d / o r r e s e t ( y r ) r e g i s t e r s : s y n c _ y l - t o r e i n i t i a t e t h e r e a d o u t s e q u e n c e t o r o w p o s i t i o n y 1 s y n c _ y r - t o r e i n i t i a t e t h e r e s e t p o i n t e r t o r o w p o s i t i o n y 1 f o r a l l o t h e r l i n e s d o n o t p u l s e o n e o f t h e s e s y n c _ y s i g n a l s . 2 . o p e r a t e t h e d o u b l e s a m p l i n g c o l u m n a m p l i f i e r s w i t h t w o r e s e t s . a p p l y o n e t o r e s e t t h e l i n e t h a t i s c u r r e n t l y s e l e c t e d t o p r o d u c e t h e r e s e t r e f e r e n c e l e v e l f o r t h e d o u b l e s a m p l i n g c o l u m n a m p l i f i e r s . a p p l y t h e o t h e r r e s e t t o a n o t h e r l i n e d e p e n d i n g o n t h e r e q u i r e d i n t e g r a t i o n t i m e r e d u c t i o n . 3 . p e r f o r m a l i n e r e a d o u t : r e s e t t h e x r e a d a d d r e s s s h i f t r e g i s t e r t o t h e v a l u e i n i t s s h a d o w r e g i s t e r ( x 1 ) . p e r f o r m a p i x e l r e a d o u t o p e r a t i o n , o p e r a t i n g t h e t r a c k / h o l d a n d t h e a d c . s h i f t t h e x r e a d a d d r e s s s h i f t r e g i s t e r o n e p o s i t i o n f u r t h e r . s h i f t t h e y r e a d a n d r e s e t a d d r e s s s h i f t r e g i s t e r s o n e p o s i t i o n f u r t h e r . i f e i t h e r o f y r e a d o r r e s e t a d d r e s s s h i f t r e g i s t e r c o m e s t o t h e e n d o f t h e p i x e l a r r a y ( o r t h e r o i ) , w r a p i t a r o u n d t o t h e s t a r t p o s i t i o n b y p u l s i n g s y n c _ y l . r e a d o u t t i m i n g t h e a c t u a l l i n e r e a d o u t p r o c e s s s t a r t s w i t h a d d r e s s i n g t h e l i n e t o r e a d . t h i s i s d o n e e i t h e r b y i n i t i a l i z i n g t h e y l p o i n t e r w i t h a n e w v a l u e o r b y s h i f t i n g i t o n e p o s i t i o n b e y o n d i t s p r e v i o u s v a l u e . ( a d d r e s s i n g t h e l i n e h a s r e s e t , y r i s d o n e i n a n a n a l o g o u s f a s h i o n ) . d u r i n g t h e ? b l a n k i n g t i m e ? , a f t e r t h e n e w l i n e i s a d d r e s s e d o n t h e s e n s o r , t h e b u i l t - i n c o l u m n - p a r a l l e l d o u b l e s a m p l i n g a m p l i f i e r s a r e o p e r a t e d . t h i s r e n d e r s o f f s e t - c o r r e c t e d v a l u e s o f t h e l i n e u n d e r r e a d o u t . a f t e r t h e b l a n k i n g t i m e , t h e p i x e l s o f t h e r o w a d d r e s s e d b y y l a r e r e a d b y m u l t i p l e x i n g a l l t h e p i x e l s o n e b y o n e t o t h e s e r i a l o u t p u t c h a i n . t h e p i x e l i s s e l e c t e d b y t h e x p o i n t e r a n d t h a t p o i n t e r i s e i t h e r i n i t i a l i z e d w i t h a n e w v a l u e o r a n i n c r e m e n t o f t h e p r e v i o u s p o s i t i o n . t h e t i m e b e t w e e n r o w r e s e t s a n d t h e i r c o r r e s p o n d i n g r o w r e a d o u t s i s t h e e f f e c t i v e e x p o s u r e t i m e ( o r i n t e g r a t i o n t i m e ) . t h i s t i m e i s p r o p o r t i o n a l t o t h e n u m b e r o f l i n e s ( d e l a y l i n e s ) b e t w e e n t h e l i n e c u r r e n t l y u n d e r r e s e t a n d t h e l i n e c u r r e n t l y u n d e r r e a d o u t : d e l a y l i n e s = ( y r - y l + 1 ) .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 3 t h i s t i m e i s a l s o e q u a l t o t h e d e l a y b e t w e e n t h e s y n c _ y r p u l s e a n d t h e s u b s e q u e n t s y n c _ y r . t h e e f f e c t i v e i n t e g r a t i o n t i m e t i n t i s c a l c u l a t e d a s d e l a y l i n e s x l i n e t i m e . t h e l i n e t i m e i s a f u n c t i o n o f f o u r t e r m s : t h e t i m e t o o u t p u t t h e d e s i r e d n u m b e r o f p i x e l s i n t h e l i n e ( w f r a m e ) a n d t h e o v e r h e a d ( ? b l a n k i n g ? ) t i m e n e e d e d t o s e l e c t a n e w l i n e a n d p e r f o r m t h e d o u b l e s a m p l i n g a n d r e s e t o p e r a t i o n s . t 1 3 t 1 0 t 2 t 9 t 1 6 t 1 5 t 1 7 t 1 4 t 1 2 t 1 t 3 t 7 t 4 t 6 t 4 t 1 1 t 5 t 8 t i m e a v a i l a b l e f o r r e a d o u t o f r o w y r o w b l a n k i n g t i m e r o w y - 1 c a l r o w s t a r t a d d r e s s l d _ y m a y o c c u r a t a n y m o m e n t , p e r s u m a b l y o n c e p e r s e q u e n c e o f f r a m e s o n c e p e r f r a m e s r e s e t r l / r f i g u r e 1 1 . b a s i c r e a d o u t t i m i n g s y n c _ y r i s n o t i d e n t i c a l t o s y n c _ y l . s y n c _ y r i s u s e d i n e l e c t r o n i c s h u t t e r o p e r a t i o n . t h e c l k _ y r i s d r i v e n i d e n t i c a l t o c l k _ y l , b u t t h e s y n c _ y r p u l s e l e a d s t h e s y n c _ y l p u l s e b y a c e r t a i n n u m b e r o f r o w s . t h i s l e a d t i m e i s t h e e f f e c t i v e i n t e g r a t i o n ( e l e c t r o n i c s h u t t e r ~ ) t i m e . r e l a t i v e t o t h e r o w t i m i n g , b o t h s y n c p u l s e s a r e g i v e n a t t h e s a m e t i m e p o s i t i o n , o n c e f o r e a c h f r a m e , b u t d u r i n g d i f f e r e n t r o w s . s y n c _ y l i s p u l s e d w h e n t h e f i r s t r o w i s r e a d o u t a n d s y n c _ y r i s p u l s e d f o r t h e e l e c t r o n i c s h u t t e r t o s t a r t f o r t h i s f i r s t r o w . c a l i s p u l s e d o n t h e f i r s t r o w t o o , 2 s l a t e r t h a n s y n c _ y l . t h e m i n i m a l i d l e t i m e i s 1 . 4 s ( b e f o r e s t a r t i n g r e a d i n g p i x e l s ) . h o w e v e r , d o n o t r e a d o u t p i x e l s d u r i n g t h e c o m p l e t e r o w i n i t i a l i z a t i o n p r o c e s s ( i n b e t w e e n t h e r i s i n g e d g e o n s a n d t h e f a l l i n g e d g e o n l / r ) . i n t h i s c a s e , t h e t o t a l i d l e t i m e i s m i n i m a l . t h i s t i m i n g a s s u m e s t h a t t h e y s t a r t r e g i s t e r w a s l o a d e d i n a d v a n c e , w h i c h c a n o c c u r a t a n y t i m e b u t b e f o r e t h e p u l s e o n s y n c _ y l o r s y n c _ y r .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 4 t a b l e 6 . r e a d o u t t i m i n g s p e c i f i c a t i o n s s y m b o l m i n t y p d e s c r i p t i o n t 1 1 . 8 s ? d e l a y b e t w e e n s e l e c t i o n o f n e w r o w b y f a l l i n g e d g e o n c l k _ y l a n d f a l l i n g e d g e o n s . m i n i m a l v a l u e . n o r m a l l y , c l k _ y r i s l o w a l r e a d y a t t h e e n d o f t h e p r e v i o u s s e q u e n c e . t 2 1 . 8 s ? d e l a y b e t w e e n s e l e c t i o n o f n e w a r o w b y s y n c _ y l a n d f a l l i n g e d g e o n s . t 3 0 . 4 s ? d u r a t i o n o f s a n d r p u l s e . t 4 0 . 1 s ? d u r a t i o n o f r e s e t p u l s e . t 5 t 4 + 4 0 n s 0 . 3 s l / r p u l s e m u s t o v e r l a p s e c o n d r e s e t p u l s e a t b o t h s i d e s . t 6 0 . 8 s ? d e l a y b e t w e e n f a l l i n g e d g e o n r e s e t a n d f a l l i n g e d g e o n r . t 7 2 0 n s 0 . 1 s d e l a y b e t w e e n f a l l i n g e d g e o n s a n d r i s i n g e d g e o n r e s e t . t 8 0 1 s d e l a y b e t w e e n f a l l i n g e d g e o n l / r a n d f a l l i n g e d g e o n c l k _ y . t 9 1 0 0 n s 1 s d u r a t i o n o f c a l p u l s e . t h e c a l p u l s e i s g i v e n o n c e e a c h f r a m e . t 1 0 0 2 s d e l a y b e t w e e n f a l l i n g e d g e o f s y n c _ y l a n d r i s i n g e d g e o f c a l p u l s e . t 1 1 4 0 n s 0 . 1 s d e l a y b e t w e e n f a l l i n g e d g e o n r a n d r i s i n g e d g e o n l / r . t 1 2 0 . 1 s 1 s d e l a y b e t w e e n r i s i n g e d g e o f c l k _ y a n d f a l l i n g e d g e o n s . t 1 3 ? 0 . 5 s p u l s e w i d t h s y n c _ y l / y r . t 1 4 ? 0 . 5 s p u l s e w i d t h c l k _ y l / y r . t 1 5 1 0 n s ? a d d r e s s s e t u p t i m e . t 1 6 2 0 n s ? l o a d x / y s t a r t r e g i s t e r v a l u e . t 1 7 1 0 n s ? a d d r e s s s t a b l e a f t e r l o a d . t 1 8 1 0 n s ? t 1 9 2 0 n s ? s y n c _ x p u l s e w i d t h . s y n c _ x w h i l e c l k _ x i s h i g h . t 2 0 1 0 n s ? t 2 1 ? 4 0 n s a n a l o g o u t p u t i s s t a b l e d u r i n g c l k _ x l o w . t 2 2 ? 4 0 n s c l k _ x p u l s e w i d t h : d u r i n g t h i s c l o c k p h a s e t h e a n a l o g o u t p u t r a m p s t o t h e n e x t p i x e l l e v e l . t 2 3 ? 1 2 5 n s a d c d i g i t a l o u t p u t s t a b l e a f t e r f a l l i n g e d g e o f c l k _ a d c . l o a d i n g t h e x a n d y s t a r t p o s i t i o n s t h e s t a r t p o s i t i o n s ( s t a r t a d d r e s s e s ) f o r r e g i o n o f i n t e r e s t ( r o i ) a r e p r e l o a d e d i n t h e x o r y s t a r t r e g i s t e r . t h e y b e c o m e e f f e c t i v e b y t h e a p p l i c a t i o n o f t h e s y n c _ x , s y n c _ y l a n d / o r s y n c _ y r . t h e s t a r t x o r y a d d r e s s m u s t b e a p p l i e d t o t h e i r c o m m o n a d d r e s s b u s a n d t h e c o r r e s p o n d i n g l d _ x o r l d _ y p i n m u s t b e p u l s e d . o n e a c h f a l l i n g e d g e o f c l k _ x , a n e w p i x e l o f t h e s a m e r o w ( l i n e ) i s a c c e s s e d . t h e o u t p u t s t a g e i s i n h o l d w h e n c l k _ x i s l o w a n d s t a r t s g e n e r a t i n g a n e w o u t p u t a f t e r a r i s i n g e d g e o n c l k _ x . t h e f o l l o w i n g t i m i n g c o n s t r a i n t s a p p l y : l o a d t h e x o r y s t a r t a d d r e s s e s i n a d v a n c e , b e f o r e t h e x o r y s h i f t r e g i s t e r s a r e p r e s e t b y a s y n c p u l s e . h o w e v e r , i f n e c e s s a r y , t h e y c a n b e l o a d e d j u s t b e f o r e t h e s y n c _ x o r s y n c _ y p u l s e a s s h o w n i n f i g u r e 1 2 . f o r e x a m p l e , t h e x s t a r t r e g i s t e r c a n b e l o a d e d d u r i n g t h e r o w i d l e t i m e . t h e y s t a r t r e g i s t e r c a n b e l o a d e d d u r i n g r e a d o u t o f t h e l a s t r o w o f t h e p r e v i o u s f r a m e . i f t h e x o r y s t a r t a d d r e s s d o e s n o t c h a n g e f o r l a t e r f r a m e s , i t d o e s n o t n e e d t o b e r e l o a d e d i n t h e r e g i s t e r .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 5 f i g u r e 1 2 . t i m i n g t o l o a d x a n d y r e g i s t e r s r o w b l a n k i n g t i m e t i m e a v a i l a b l e f o r r e a d o u t o f r o w y c o l u m n s t a r t a d d r e s s m a y o c c u r a t a n y m o m e n t i n t i m e l d _ x t 1 5 t 1 7 t 1 6 t 1 9 t 1 8 t 2 0 t 2 1 t 2 2 p i x e l 1 p i x e l 2 p i x e l 3 t 2 3 p i x e l 1 p i x e l 2 a d c o u t c l k a d c a n a l o g o u t p u t c l k _ x s y n c _ x o t h e r s i g n a l s t i e s e l e c t s i g n a l t o v d d f o r n o r m a l o p e r a t i o n . t h i s s i g n a l i s a d d e d f o r d i a g n o s t i c r e a s o n s a n d i n h i b i t s t h e p i x e l a r r a y o p e r a t i o n w h e n h e l d l o w . t h e c a l s i g n a l s e t s t h e o u t p u t a m p l i f i e r d c o f f s e t l e v e l . w h e n t h i s s i g n a l i s a c t i v e ( h i g h ) t h e p i x e l a r r a y i s i n t e r n a l l y d i s c o n n e c t e d f r o m t h e o u t p u t a m p l i f i e r , i t s g a i n i s s e t t o u n i t y a n d i t s i n p u t s i g n a l i s c o n n e c t e d t o t h e b l a c k _ r e f i n p u t . p e r f o r m t h i s a c t i o n a t l e a s t o n c e f o r e a c h f r a m e . e o s _ x , e o s _ y l , a n d e o s _ y r p r o d u c e a p u l s e w h e n t h e r e s p e c t i v e s h i f t r e g i s t e r c o m e s a t i t s e n d . t h e s e o u t p u t s a r e u s e d m a i n l y d u r i n g t e s t i n g t o v e r i f y p r o p e r o p e r a t i o n o f t h e s h i f t r e g i s t e r s . t e s t d i o d e a n d t e s t p i x e l _ a r r a y a r e c o n n e c t i o n s t o o p t i c a l t e s t s t r u c t u r e s t h a t a r e u s e d f o r e l e c t r o o p t i c a l e v a l u a t i o n . t e s t d i o d e i s a p l a i n p h o t o d i o d e w i t h a n a r e a o f 1 4 x 5 p i x e l s . t e s t p i x e l _ a r r a y i s a n a r r a y ( 1 4 x 5 ) o f p i x e l s w h e r e t h e p h o t o d i o d e s a r e c o n n e c t e d i n p a r a l l e l . t h e s e s t r u c t u r e s m e a s u r e t h e p h o t o c u r r e n t o f t h e d i o d e s d i r e c t l y . t e s t p i x e l _ r e s e t a n d t e s t p i x e l - o u t a r e c o n n e c t i o n s t o a s i n g l e p i x e l t h a t a r e u s e d f o r t e s t i n g .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 6 p i n l i s t t a b l e 7 . p o w e r s u p p l y c o n n e c t i o n s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 1 0 v d d _ a n a a n a l o g p o w e r s u p p l y 5 v 1 1 v d d _ d i g d i g i t a l p o w e r s u p p l y 5 v 3 1 v d d _ a m p p o w e r s u p p l y o f o u t p u t a m p l i f i e r 5 v 3 3 v d d _ d i g d i g i t a l p o w e r s u p p l y 5 v 3 4 v d d _ a n a a n a l o g p o w e r s u p p l y 5 v 4 9 v d d _ r e s r r e s e t p o w e r s u p p l y 5 v 5 0 v d d _ d i g d i g i t a l p o w e r s u p p l y 5 v 5 3 v d d _ a d c _ a n a a d c a n a l o g p o w e r s u p p l y 5 v 6 6 v d d _ a d c _ a n a a d c a n a l o g p o w e r s u p p l y 5 v 6 7 v d d _ a d c _ d i g a d c d i g i t a l p o w e r s u p p l y 5 v 6 9 v d d _ a d c _ d i g _ 3 . 3 / 5 a d c 3 . 3 v p o w e r s u p p l y f o r d i g i t a l o u t p u t o f a d c f o r i n t e r f a c e w i t h 5 v e x t e r n a l s y s t e m : c o n n e c t t o v d d _ a d c _ d i g f o r i n t e r f a c e w i t h 3 . 3 v e x t e r n a l s y s t e m : c o n n e c t t o 3 . 3 v p o w e r s u p p l y 5 2 7 6 v d d _ p i x p i x e l a r r a y p o w e r s u p p l y [ d e f a u l t : 5 v , t h e d e v i c e i s t h e n i n ? s o f t r e s e t ? . t o a v o i d t h e i m a g e l a g a s s o c i a t e d w i t h s o f t r e s e t , r e d u c e t h i s v o l t a g e t o 3 ? 3 . 5 v ? h a r d r e s e t ? ] 7 8 v d d _ d i g d i g i t a l p o w e r s u p p l y 5 v 7 9 v d d _ r e s l r e s e t p o w e r s u p p l y 5 v t a b l e 8 . g r o u n d c o n n e c t i o n s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 9 g n d _ a n a a n a l o g g r o u n d 1 2 g n d _ d i g d i g i t a l g r o u n d 3 0 g n d _ a m p g r o u n d o f o u t p u t a m p l i f i e r 3 2 g n d _ d i g d i g i t a l g r o u n d 3 5 g n d _ a n a a n a l o g g r o u n d 5 1 g n d _ d i g d i g i t a l g r o u n d 5 4 g n d _ a d c _ a n a a d c a n a l o g g r o u n d 6 5 g n d _ a d c _ a n a a d c a n a l o g g r o u n d 6 8 g n d _ a d c _ d i g a d c d i g i t a l g r o u n d 7 7 g n d _ d i g d i g i t a l g r o u n d t a b l e 9 . d i g i t a l i n p u t s i g n a l s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 1 s c o n t r o l s i g n a l f o r c o l u m n a m p l i f i e r a p p l y p u l s e p a t t e r n ; s e e f i g u r e 1 1 . 2 r c o n t r o l s i g n a l f o r c o l u m n a m p l i f i e r a p p l y p u l s e p a t t e r n ; s e e f i g u r e 1 1 . 3 r e s e t r e s e t s r o w i n d i c a t e d b y l e f t / r i g h t s h i f t r e g i s t e r h i g h a c t i v e ( 1 = r e s e t r o w ) a p p l y p u l s e p a t t e r n ; s e e f i g u r e 1 1 . 4 s e l e c t s e l e c t s r o w i n d i c a t e d b y l e f t / r i g h t s h i f t r e g i s t e r h i g h a c t i v e ( 1 = s e l e c t r o w ) a p p l y 5 v d c f o r n o r m a l o p e r a t i o n
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 7 t a b l e 9 . d i g i t a l i n p u t s i g n a l s p i n p i n d e s c r i p t i o n p i n n a m e 5 l / r u s e l e f t o r r i g h t s h i f t r e g i s t e r f o r s e l e c t a n d r e s e t 1 = l e f t / 0 = r i g h t ; s e e f i g u r e 1 1 . 6 a 0 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s ( l s b ) 7 a 1 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 8 a 2 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 1 3 a 3 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 1 4 a 4 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 1 5 a 5 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 1 6 a 6 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 1 7 a 7 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s 1 8 a 8 s t a r t a d d r e s s f o r x a n d y p o i n t e r s ( m s b ) 1 9 l d _ y l a t c h a d d r e s s ( a 0 ? a 8 ) t o y s t a r t r e g i s t e r ( 0 = t r a c k , 1 = h o l d ) 2 0 l d _ x l a t c h a d d r e s s ( a 0 ? a 8 ) t o x s t a r t r e g i s t e r ( 0 = t r a c k , 1 = h o l d ) 2 1 c l k _ y l c l o c k y l s h i f t r e g i s t e r ( s h i f t s o n f a l l i n g e d g e ) 2 2 s y n c _ y l s e t s y l s h i f t r e g i s t e r t o l o c a t i o n p r e l o a d e d i n y s t a r t r e g i s t e r l o w a c t i v e ( 0 = s y n c ) a p p l y s y n c _ y l w h e n c l k _ y l i s h i g h 2 4 c l k _ x c l o c k x s h i f t r e g i s t e r ( o u t p u t v a l i d a n d s w h e n c l k _ x i s l o w ) 2 5 s y n c _ x s e t s x s h i f t r e g i s t e r t o l o c a t i o n p r e l o a d e d i n x s t a r t r e g i s t e r l o w a c t i v e ( 0 = s y n c ) a p p l y s y n c _ x w h e n c l k _ x i s h i g h a f t e r s y n c _ x , a p p l y f a l l i n g e d g e o n c l k _ x , a n d r i s i n g e d g e o n c l k _ x 2 7 c l k _ y r c l o c k y r s h i f t r e g i s t e r ( s h i f t s o n f a l l i n g e d g e ) 2 8 s y n c _ y r s e t s y r s h i f t r e g i s t e r t o l o c a t i o n p r e l o a d e d i n y s t a r t r e g i s t e r l o w a c t i v e ( 0 = s y n c ) a p p l y s y n c _ y r w h e n c l k _ y r i s h i g h 3 6 c a l i n i t i a l i z e o u t p u t a m p l i f i e r o u t p u t a m p l i f i e r w i l l o u t p u t b l a c k r e f i n u n i t y g a i n m o d e w h e n c a l i s h i g h ( 1 ) a p p l y p u l s e p a t t e r n ( o n e p u l s e p e r f r a m e ) ; s e e f i g u r e 1 1 . 3 7 g 0 s e l e c t o u t p u t a m p l i f i e r g a i n v a l u e : g 0 = l s b ; g 1 = m s b 0 0 = u n i t y g a i n ; 0 1 = x 2 ; 1 0 = x 4 ; 1 1 = x 8 3 8 g 1 i d e m 7 1 c l k _ a d c a d c c l o c k a d c c o n v e r t s o n f a l l i n g e d g e 7 5 b i t i n v e r t 1 = i n v e r t o u t p u t b i t s 0 = n o i n v e r s i o n o f o u t p u t b i t s 8 0 t r i _ a d c t r i s t a t e c o n t r o l o f d i g i t a l a d c o u t p u t s 1 = t r i s t a t e ; 0 = o u t p u t t a b l e 1 0 . d i g i t a l o u t p u t s i g n a l s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 2 3 e o s _ y l e n d - o f - s c a n o f y l s h i f t r e g i s t e r l o w f i r s t c l o c k p e r i o d a f t e r l a s t r o w ( l o w a c t i v e ) 2 6 e o s _ x e n d - o f - s c a n o f x s h i f t r e g i s t e r l o w f i r s t c l o c k p e r i o d a f t e r l a s t a c t i v e c o l u m n ( l o w a c t i v e )
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 8 t a b l e 1 0 . d i g i t a l o u t p u t s i g n a l s p i n p i n d e s c r i p t i o n p i n n a m e 2 9 e o s _ y r e n d - o f - s c a n o f y r s h i f t r e g i s t e r l o w f i r s t c l o c k p e r i o d a f t e r l a s t r o w ( l o w a c t i v e ) 5 5 d 0 a d c o u t p u t b i t ( l s b ) 5 6 d 1 a d c o u t p u t b i t 5 7 d 2 a d c o u t p u t b i t 5 8 d 3 a d c o u t p u t b i t 5 9 d 4 a d c o u t p u t b i t 6 0 d 5 a d c o u t p u t b i t 6 1 d 6 a d c o u t p u t b i t 6 2 d 7 a d c o u t p u t b i t 6 3 d 8 a d c o u t p u t b i t 6 4 d 9 a d c o u t p u t b i t ( m s b ) t a b l e 1 1 . a n a l o g i n p u t s i g n a l s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 3 9 n b i a s a r r c o n n e c t w i t h 4 7 0 k t o v d d a n d d e c o u p l e t o g r o u n d w i t h a 1 0 0 n f c a p a c i t o r . 4 0 p b i a s c o n n e c t w i t h 3 9 k t o g r o u n d a n d d e c o u p l e t o v d d w i t h a 1 0 0 n f c a p a c i t o r f o r 8 m h z p i x e l r a t e . ( l o w e r r e s i s t o r v a l u e s y i e l d h i g h e r m a x i m a l p i x e l r a t e s a t t h e c o s t o f e x t r a p o w e r d i s - s i p a t i o n ) . 4 1 n b i a s _ a m p o u t p u t a m p l i f i e r s p e e d / p o w e r c o n t r o l . c o n n e c t w i t h 5 1 k t o v d d a n d d e c o u p l e w i t h 1 0 0 n f t o g n d f o r 8 m h z o u t p u t r a t e ( l o w e r r e s i s t o r v a l u e s y i e l d h i g h e r m a x i m a l p i x e l r a t e s a t t h e c o s t o f e x t r a p o w e r d i s s i p a t i o n ) . 4 2 b l a c k r e f c o n t r o l v o l t a g e f o r o u t p u t s i g n a l o f f s e t l e v e l . b u f f e r e d o n - c h i p , t h e r e f e r e n c e l e v e l c a n b e g e n e r a t e d b y a 1 0 0 k r e s i s t i v e d i v i d e r . c o n n e c t t o 2 v d c f o r u s e w i t h o n - c h i p a d c . 4 4 i n _ a d c i n p u t , c o n n e c t t o s e n s o r o u t p u t . i n p u t r a n g e i s b e t w e e n 2 a n d 4 v ( v l o w _ a d c a n d v h i g h _ a d c ) . 4 5 n b i a s a n a 2 c o n n e c t w i t h 1 0 0 k t o v d d a n d d e c o u p l e t o g n d . 4 6 n b i a s a n a c o n n e c t w i t h 1 0 0 k t o v d d a n d d e c o u p l e t o g n d . 4 7 7 0 v l o w _ a d c v h i g h _ a d c l o w r e f e r e n c e a n d h i g h r e f e r e n c e v o l t a g e s o f a d c s h o u l d b e a b o u t 2 v a n d 4 v . t h e r e q u i r e d v o l t a g e s e t t i n g s o n v l o w _ a d c a n d v h i g h _ a d c c a n b e a p p r o x i m a t e d b y t y i n g v l o w _ a d c w i t h 1 . 2 k t o g n d a n d v h i g h _ a d c w i t h 5 6 0 t o v d d . 4 8 g _ a b a n t i b l o o m i n g d r a i n c o n t r o l v o l t a g e : d e f a u l t : c o n n e c t t o g r o u n d . t h e a n t i b l o o m i n g i s o p e r a t i o n a l b u t n o t m a x i m a l . a p p l y 1 v d c f o r i m p r o v e d a n t i b l o o m i n g . 7 2 p b i a s d i g 2 c o n n e c t w i t h 1 0 0 k t o g n d a n d d e c o u p l e t o v d d . 7 3 p b i a s e n c l o a d c o n n e c t w i t h 1 0 0 k t o g n d a n d d e c o u p l e t o v d d . 7 4 p b i a s d i g 1 c o n n e c t w i t h 4 7 k t o g n d a n d d e c o u p l e t o v d d . t a b l e 1 2 . a n a l o g o u t p u t s i g n a l s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 4 3 o u t a n a l o g o u t p u t s i g n a l a r e c o n n e c t e d t o t h e a n a l o g i n p u t o f t h e a d c .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 1 9 t a b l e 1 3 . t e s t s t r u c t u r e s p i n p i n n a m e p i n d e s c r i p t i o n 8 1 t e s t d i o d e p l a i n p h o t o d i o d e , s i z e : 1 4 x 2 5 p i x e l s . m u s t b e l e f t o p e n f o r n o r m a l o p e r a t i o n . 8 2 t e s t p i x a r r a y a r r a y o f t e s t p i x e l s , c o n n e c t e d i n p a r a l l e l ( 1 4 x 2 5 p i x e l s ) . m u s t b e l e f t o p e n f o r n o r m a l o p e r a t i o n . 8 3 t e s t p i x e l _ r e s e t r e s e t i n p u t o f s i n g l e t e s t p i x e l . m u s t b e t i e d t o g n d f o r n o r m a l o p e r a t i o n . 8 4 t e s t p i x e l _ o u t o u t p u t o f s i n g l e t e s t p i x e l . m u s t b e l e f t o p e n f o r n o r m a l o p e r a t i o n . g l a s s l i d s p e c i f i c a t i o n s f i g u r e 1 3 . g e o m e t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ( i n m m )
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 0 p a c k a g e d i m e n s i o n s j l d c c 8 4 c a s e 1 1 4 a k i s s u e a t a b l e 1 4 . p a c k a g e s p e c i f i c a t i o n s t y p e j l c c - 8 4 m a t e r i a l b l a c k a l u m i n a b a - 9 1 4 t h e r m a l e x p a n s i o n c o e f f i c i e n t 7 . 6 x 1 0 - 6 / k
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 1 t a b l e 1 5 . m e c h a n i c a l s p e c i f i c a t i o n s c h a r a c t e r i s t i c s l i m i t s u n i t s m i n t y p m a x p a c k a g e t o l e r a n c e ? ? 0 . 1 5 m m d i e p o s i t i o n , x o f f s e t ? 0 . 0 5 0 0 . 0 5 m m d i e p o s i t i o n , y o f f s e t ? 0 . 0 1 8 ? 0 . 1 1 8 m m d i e p o s i t i o n , p l a n a r i t y ? 0 . 0 5 0 0 . 0 5 m m d i e p o s i t i o n , y t i l t ? 0 . 0 5 0 0 . 0 5 m m n o t e : m i n a n d m a x l i m i t s a r e n o t m e a s u r e d o n e v e r y u n i t , b u t g u a r a n t e e d b y a s s e m b l y p r o c e s s . d i e a l i g n m e n t t h e d i e i s a l i g n e d m a n u a l l y i n t h e p a c k a g e t o a t o l e r a n c e o f 5 0 m a n d t h e a l i g n m e n t i s v e r i f i e d a f t e r h a r d e n i n g t h e d i e a d h e s i v e . a l l d i m e n s i o n s i n f i g u r e 1 4 a r e i n m m . d i e a d h e s i v e : 0 . 0 8 + 0 . 0 2 w i n d o w a d h e s i v e : 0 . 0 8 + 0 . 0 2 g l a s s w i n d o w : 1 . 0 + / - 0 . 0 5 b o n d i n g c a v i t y : 0 . 5 0 8 + 0 . 0 5 1 s e c t i o n a a - d r a w i n g n o t t o s c a l e 6 8 c e n t e r o f c a v i t y a n d o f f p a c e n t e r o f s i l i c i u m o f f s e t b e t w e e n c e n t e r o f s i l i c i u m a n d c e n t e r o f c a v i t y : x : 0 y : 6 8 m p a r a l l e l i s m i n x a n d y w i t h i n + 5 0 m p i n 1 a a f i g u r e 1 4 . d i e a l i g n m e n t d i e c a v i t y : 0 . 5 0 8 + 0 . 0 5 1 d i e : 0 . 5 0 8 + 0 . 0 1
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 2 s o l d e r i n g a n d h a n d l i n g h a n d l i n g p r e c a u t i o n s f o r p r o p e r h a n d l i n g a n d s t o r a g e c o n d i t i o n s , r e f e r t o t h e o n s e m i c o n d u c t o r a p p l i c a t i o n n o t e a n 5 2 5 6 1 . l i m i t e d w a r r a n t y o n s e m i c o n d u c t o r i m a g e s e n s o r b u s i n e s s u n i t w a r r a n t s t h a t t h e i m a g e s e n s o r p r o d u c t s m e n t i o n e d h e r e , i f p r o p e r l y u s e d a n d s e r v i c e d , c o n f o r m t o t h e s e l l e r ? s p u b l i s h e d s p e c i f i c a t i o n s . t h e y a r e f r e e f r o m d e f e c t s i n m a t e r i a l a n d w o r k m a n s h i p f o r t w o ( 2 ) y e a r s f o l l o w i n g t h e d a t e o f s h i p m e n t . r o h s ( p b - f r e e ) c o m p l i a n c e t h i s s e c t i o n r e p o r t s t h e u s e o f h a z a r d o u s c h e m i c a l s u b s t a n c e s a s r e q u i r e d b y t h e r o h s d i r e c t i v e ( e x c l u d i n g p a c k i n g m a t e r i a l ) . t a b l e 1 6 . c h e m i c a l s u b s t a n c e s i n s t a r 2 5 0 s e n s o r c h e m i c a l s u b s t a n c e a n y i n t e n t i o n a l c o n t e n t i f t h e r e i s a n y i n t e n t i o n a l c o n t e n t , i n w h i c h p o r t i o n i s i t c o n t a i n e d ? l e a d n o ? c a d m i u m n o ? m e r c u r y n o ? h e x a v a l e n t c h r o m i u m n o ? p b b ( p o l y b r o m i n a t e d b i p h e n y l s ) n o ? p b d e ( p o l y b r o m i n a t e d d i p h e n y l e t h e r s ) n o ? i n f o r m a t i o n o n p b - f r e e s o l d e r i n g t h e p r o d u c t c a n n o t w i t h s t a n d a p b - f r e e s o l d e r i n g p r o c e s s . r e f l o w o r w a v e s o l d e r i n g i s n o t a l l o w e d ; h a n d s o l d e r i n g o n l y . s o l d e r o n e p i n o n e a c h s i d e o f t h e s e n s o r a n d a l l o w i t t o c o o l f o r a t l e a s t o n e m i n u t e b e f o r e c o n t i n u i n g . n o t e : ? i n t e n t i o n a l c o n t e n t ? i s d e f i n e d a s a n y m a t e r i a l d e m a n d i n g s p e c i a l a t t e n t i o n t h a t i s c o n t a i n e d i n t h e i n q u i r e d p r o d u c t b y t h e f o l l o w i n g c a s e s : 1 . a c a s e t h a t t h e a b o v e m a t e r i a l i s a d d e d a s a c h e m i c a l c o m p o s i t i o n i n t o t h e i n q u i r e d p r o d u c t i n t e n t i o n a l l y t o p r o d u c e a n d m a i n t a i n t h e r e q u i r e d p e r f o r m a n c e a n d f u n c t i o n o f t h e i n t e n d e d p r o d u c t . 2 . a c a s e t h a t t h e a b o v e m a t e r i a l , w h i c h i s u s e d i n t e n t i o n a l l y i n t h e m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s , i s c o n t a i n e d i n o r a d h e r e d t o t h e i n q u i r e d p r o d u c t . t h e f o l l o w i n g c a s e i s n o t t r e a t e d a s ? i n t e n t i o n a l c o n t e n t ? : a c a s e t h a t t h e a b o v e m a t e r i a l i s c o n t a i n e d a s a n i m p u r i t y i n t o r a w m a t e r i a l s o r p a r t s o f t h e i n t e n d e d p r o d u c t . t h e i m p u r i t y i s d e f i n e d a s a s u b s t a n c e t h a t c a n n o t b e r e m o v e d i n d u s t r i a l l y , o r i t i s p r o d u c e d a t a p r o c e s s s u c h a s c h e m i c a l c o m p o s i n g o r r e a c t i o n a n d i t c a n n o t b e r e m o v e d t e c h n i c a l l y . a c c e p t a n c e c r i t e r i a s p e c i f i c a t i o n t h e p r o d u c t a c c e p t a n c e c r i t e r i a i s a v a i l a b l e o n r e q u e s t . t h i s d o c u m e n t c o n t a i n s t h e c r i t e r i a t o w h i c h t h e s t a r 2 5 0 i s t e s t e d b e f o r e b e i n g s h i p p e d .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 3 a c r o n y m s a c r o n y m d e f i n i t i o n a d c a n a l o g t o d i g i t a l c o n v e r t o r c i s c m o s i m a g e s e n s o r c m o s c o m p l e m e n t a r y m e t a l o x i d e s e m i c o n d u c t o r c y c y p r e s s d c d a r k c u r r e n t d n l d i f f e r e n t i a l n o n l i n e a r i t y d s d o u b l e s a m p l i n g d s n u d a r k s i g n a l n o n u n i f o r m i t y e s d e l e c t r o s t a t i c d i s c h a r g e f f f i l l f a c t o r f p n f i x e d p a t t e r n n o i s e f p s f r a m e s p e r s e c o n d f s f r a m e s t a r t f s f u l l s c a l e i / o i n p u t / o u t p u t i m g i m a g e i n l i n t e g r a l n o n l i n e a r i t y i p i n t e l l e c t u a l p r o p e r t y l d o l o w d r o p - o u t l s b l e a s t s i g n i f i c a n t b i t l v d s l o w v o l t a g e d i f f e r e n t i a l s i g n a l i n g m b s m i x e d b o u n d a r y s c a n a c r o n y m d e f i n i t i o n m b p s m e g a b i t p e r s e c o n d m c i s m u l t i f i e l d p o i n t c m o s i m a g e s e n s o r m f f m e t a l f i l l f a c t o r m i m m e t a l - i n s u l a t o r - m e t a l m p m e g a p i x e l m r a d m e g a r a d i a t i o n m s b m o s t s i g n i f i c a n t b i t m s p s m e g a s a m p l e s p e r s e c o n d m t f m o d u l a t i o n t r a n s f e r f u n c t i o n m u x m u l t i p l e x e r p c b p r i n t e d c i r c u i t b o a r d p l l p h a s e - l o c k e d l o o p p l s p a r a s i t i c l i g h t s e n s i t i v i t y p r b s p s e u d o r a n d o m b i t s t r e a m p r n u p h o t o r e s p o n s e n o n u n i f o r m i t y p s n p h o t o n s h o t n o i s e p s n l p i x e l s t o r a g e n o d e l e a k a g e q c q u a n t u m c o n v e r s i o n q e q u a n t u m e f f i c i e n c y q f w p i x e l f u l l - w e l l c h a r g e r m s r o o t m e a n s q u a r e r o i r e g i o n o f i n t e r e s t
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 4 g l o s s a r y c o n v e r s i o n g a i n a c o n s t a n t t h a t c o n v e r t s t h e n u m b e r o f e l e c t r o n s c o l l e c t e d b y a p i x e l i n t o t h e v o l t a g e s w i n g o f t h e p i x e l . c o n - v e r s i o n g a i n = q / c w h e r e q i s t h e c h a r g e o f a n e l e c t r o n ( 1 . 6 0 2 e 1 9 c o u l o m b ) a n d c i s t h e c a p a c i t a n c e o f t h e p h o t o d i o d e o r s e n s e n o d e . d n l d i f f e r e n t i a l n o n l i n e a r i t y ( f o r a d c s ) d s n u d a r k s i g n a l n o n u n i f o r m i t y . t h i s p a r a m e t e r c h a r a c t e r i z e s t h e d e g r e e o f n o n u n i f o r m i t y i n d a r k l e a k a g e c u r r e n t s , w h i c h c a n b e a m a j o r s o u r c e o f f i x e d p a t t e r n n o i s e . f i l l - f a c t o r a p a r a m e t e r t h a t c h a r a c t e r i z e s t h e o p t i c a l l y a c t i v e p e r c e n t a g e o f a p i x e l . i n t h e o r y , i t i s t h e r a t i o o f t h e a c t u a l q e o f a p i x e l d i v i d e d b y t h e q e o f a p h o t o d i o d e o f e q u a l a r e a . i n p r a c t i c e , i t i s n e v e r m e a s u r e d . i n l i n t e g r a l n o n l i n e a r i t y ( f o r a d c s ) i r i n f r a r e d . i r l i g h t h a s w a v e l e n g t h s i n t h e a p p r o x i m a t e r a n g e 7 5 0 n m t o 1 m m . l u x p h o t o m e t r i c u n i t o f l u m i n a n c e ( a t 5 5 0 n m , 1 l u x = 1 l u m e n / m 2 = 1 / 6 8 3 w / m 2 ) p i x e l n o i s e v a r i a t i o n o f p i x e l s i g n a l s w i t h i n a r e g i o n o f i n t e r e s t ( r o i ) . t h e r o i t y p i c a l l y i s a r e c t a n g u l a r p o r t i o n o f t h e p i x e l a r r a y a n d m a y b e l i m i t e d t o a s i n g l e c o l o r p l a n e . p h o t o m e t r i c u n i t s u n i t s f o r l i g h t m e a s u r e m e n t t h a t t a k e i n t o a c c o u n t h u m a n p h y s i o l o g y . p l s p a r a s i t i c l i g h t s e n s i t i v i t y . p a r a s i t i c d i s c h a r g e o f s a m p l e d i n f o r m a t i o n i n p i x e l s t h a t h a v e s t o r a g e n o d e s . p r n u p h o t o - r e s p o n s e n o n u n i f o r m i t y . t h i s p a r a m e t e r c h a r a c t e r i z e s t h e s p r e a d i n r e s p o n s e o f p i x e l s , w h i c h i s a s o u r c e o f f p n u n d e r i l l u m i n a t i o n . q e q u a n t u m e f f i c i e n c y . t h i s p a r a m e t e r c h a r a c t e r i z e s t h e e f f e c t i v e n e s s o f a p i x e l i n c a p t u r i n g p h o t o n s a n d c o n - v e r t i n g t h e m i n t o e l e c t r o n s . i t i s p h o t o n w a v e l e n g t h a n d p i x e l c o l o r d e p e n d e n t . r e a d n o i s e n o i s e a s s o c i a t e d w i t h a l l c i r c u i t r y t h a t m e a s u r e s a n d c o n v e r t s t h e v o l t a g e o n a s e n s e n o d e o r p h o t o d i o d e i n t o a n o u t p u t s i g n a l . r e s e t t h e p r o c e s s b y w h i c h a p i x e l p h o t o d i o d e o r s e n s e n o d e i s c l e a r e d o f e l e c t r o n s . ? s o f t ? r e s e t o c c u r s w h e n t h e r e s e t t r a n s i s t o r i s o p e r a t e d b e l o w t h e t h r e s h o l d . ? h a r d ? r e s e t o c c u r s w h e n t h e r e s e t t r a n s i s t o r i s o p e r a t e d a b o v e t h r e s h o l d . r e s e t n o i s e n o i s e d u e t o v a r i a t i o n i n t h e r e s e t l e v e l o f a p i x e l . i n 3 t p i x e l d e s i g n s , t h i s n o i s e h a s a c o m p o n e n t ( i n u n i t s o f v o l t s ) p r o p o r t i o n a l i t y c o n s t a n t d e p e n d i n g o n h o w t h e p i x e l i s r e s e t ( s u c h a s h a r d a n d s o f t ) . i n 4 t p i x e l d e s i g n s , r e s e t n o i s e c a n b e r e m o v e d w i t h c d s . r e s p o n s i v i t y t h e s t a n d a r d m e a s u r e o f p h o t o d i o d e p e r f o r m a n c e ( r e g a r d l e s s o f w h e t h e r i t i s i n a n i m a g e r o r n o t ) . u n i t s a r e t y p i c a l l y a / w a n d a r e d e p e n d e n t o n t h e i n c i d e n t l i g h t w a v e l e n g t h . n o t e t h a t r e s p o n s i v i t y a n d s e n s i t i v i t y a r e u s e d i n t e r c h a n g e a b l y i n i m a g e s e n s o r c h a r a c t e r i z a t i o n l i t e r a t u r e s o i t i s b e s t t o c h e c k t h e u n i t s . r o i r e g i o n o f i n t e r e s t . t h e a r e a w i t h i n a p i x e l a r r a y c h o s e n t o c h a r a c t e r i z e n o i s e , s i g n a l , c r o s s t a l k , a n d s o o n . t h e r o i c a n b e t h e e n t i r e a r r a y o r a s m a l l s u b s e c t i o n ; i t c a n b e c o n f i n e d t o a s i n g l e c o l o r p l a n e . s e n s e n o d e i n 4 t p i x e l d e s i g n s , a c a p a c i t o r u s e d t o c o n v e r t c h a r g e i n t o v o l t a g e . i n 3 t p i x e l d e s i g n s i t i s t h e p h o t o d i o d e i t s e l f . s e n s i t i v i t y a m e a s u r e o f p i x e l p e r f o r m a n c e t h a t c h a r a c t e r i z e s t h e r i s e o f t h e p h o t o d i o d e o r s e n s e n o d e s i g n a l i n v o l t s u p o n i l l u m i n a t i o n w i t h l i g h t . u n i t s a r e t y p i c a l l y v / ( w / m 2 ) / s e c a n d a r e d e p e n d e n t o n t h e i n c i d e n t l i g h t w a v e l e n g t h . s e n s i t i v i t y m e a s u r e m e n t s a r e o f t e n t a k e n w i t h 5 5 0 n m i n c i d e n t l i g h t . a t t h i s w a v e l e n g t h , 1 6 8 3 l u x i s e q u a l t o 1 w / m 2 ; t h e u n i t s o f s e n s i t i v i t y a r e q u o t e d i n v / l u x / s e c . n o t e t h a t r e s p o n s i v i t y a n d s e n s i t i v i t y a r e u s e d i n t e r c h a n g e a b l y i n i m a g e s e n s o r c h a r a c t e r i z a t i o n l i t e r a t u r e s o i t i s b e s t t o c h e c k t h e u n i t s . s p e c t r a l r e s p o n s e t h e p h o t o n w a v e l e n g t h d e p e n d e n c e o f s e n s i t i v i t y o r r e s p o n s i v i t y . s n r s i g n a l - t o - n o i s e r a t i o . t h i s n u m b e r c h a r a c t e r i z e s t h e r a t i o o f t h e f u n d a m e n t a l s i g n a l t o t h e n o i s e s p e c t r u m u p t o h a l f t h e n y q u i s t f r e q u e n c y . t e m p o r a l n o i s e n o i s e t h a t v a r i e s f r o m f r a m e t o f r a m e . i n a v i d e o s t r e a m , t e m p o r a l n o i s e i s v i s i b l e a s t w i n k l i n g p i x e l s .
n o i s 1 s m 0 2 5 0 a h t t p : / / o n s e m i . c o m 2 5 o n s e m i c o n d u c t o r a n d a r e r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s o f s e m i c o n d u c t o r c o m p o n e n t s i n d u s t r i e s , l l c ( s c i l l c ) . s c i l l c o w n s t h e r i g h t s t o a n u m b e r o f p a t e n t s , t r a d e m a r k s , c o p y r i g h t s , t r a d e s e c r e t s , a n d o t h e r i n t e l l e c t u a l p r o p e r t y . a l i s t i n g o f s c i l l c ? s p r o d u c t / p a t e n t c o v e r a g e m a y b e a c c e s s e d a t w w w . o n s e m i . c o m / s i t e / p d f / p a t e n t ? m a r k i n g . p d f . s c i l l c r e s e r v e s t h e r i g h t t o m a k e c h a n g e s w i t h o u t f u r t h e r n o t i c e t o a n y p r o d u c t s h e r e i n . s c i l l c m a k e s n o w a r r a n t y , r e p r e s e n t a t i o n o r g u a r a n t e e r e g a r d i n g t h e s u i t a b i l i t y o f i t s p r o d u c t s f o r a n y p a r t i c u l a r p u r p o s e , n o r d o e s s c i l l c a s s u m e a n y l i a b i l i t y a r i s i n g o u t o f t h e a p p l i c a t i o n o r u s e o f a n y p r o d u c t o r c i r c u i t , a n d s p e c i f i c a l l y d i s c l a i m s a n y a n d a l l l i a b i l i t y , i n c l u d i n g w i t h o u t l i m i t a t i o n s p e c i a l , c o n s e q u e n t i a l o r i n c i d e n t a l d a m a g e s . ? t y p i c a l ? p a r a m e t e r s w h i c h m a y b e p r o v i d e d i n s c i l l c d a t a s h e e t s a n d / o r s p e c i f i c a t i o n s c a n a n d d o v a r y i n d i f f e r e n t a p p l i c a t i o n s a n d a c t u a l p e r f o r m a n c e m a y v a r y o v e r t i m e . a l l o p e r a t i n g p a r a m e t e r s , i n c l u d i n g ? t y p i c a l s ? m u s t b e v a l i d a t e d f o r e a c h c u s t o m e r a p p l i c a t i o n b y c u s t o m e r ? s t e c h n i c a l e x p e r t s . s c i l l c d o e s n o t c o n v e y a n y l i c e n s e u n d e r i t s p a t e n t r i g h t s n o r t h e r i g h t s o f o t h e r s . s c i l l c p r o d u c t s a r e n o t d e s i g n e d , i n t e n d e d , o r a u t h o r i z e d f o r u s e a s c o m p o n e n t s i n s y s t e m s i n t e n d e d f o r s u r g i c a l i m p l a n t i n t o t h e b o d y , o r o t h e r a p p l i c a t i o n s i n t e n d e d t o s u p p o r t o r s u s t a i n l i f e , o r f o r a n y o t h e r a p p l i c a t i o n i n w h i c h t h e f a i l u r e o f t h e s c i l l c p r o d u c t c o u l d c r e a t e a s i t u a t i o n w h e r e p e r s o n a l i n j u r y o r d e a t h m a y o c c u r . s h o u l d b u y e r p u r c h a s e o r u s e s c i l l c p r o d u c t s f o r a n y s u c h u n i n t e n d e d o r u n a u t h o r i z e d a p p l i c a t i o n , b u y e r s h a l l i n d e m n i f y a n d h o l d s c i l l c a n d i t s o f f i c e r s , e m p l o y e e s , s u b s i d i a r i e s , a f f i l i a t e s , a n d d i s t r i b u t o r s h a r m l e s s a g a i n s t a l l c l a i m s , c o s t s , d a m a g e s , a n d e x p e n s e s , a n d r e a s o n a b l e a t t o r n e y f e e s a r i s i n g o u t o f , d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y , a n y c l a i m o f p e r s o n a l i n j u r y o r d e a t h a s s o c i a t e d w i t h s u c h u n i n t e n d e d o r u n a u t h o r i z e d u s e , e v e n i f s u c h c l a i m a l l e g e s t h a t s c i l l c w a s n e g l i g e n t r e g a r d i n g t h e d e s i g n o r m a n u f a c t u r e o f t h e p a r t . s c i l l c i s a n e q u a l o p p o r t u n i t y / a f f i r m a t i v e a c t i o n e m p l o y e r . t h i s l i t e r a t u r e i s s u b j e c t t o a l l a p p l i c a b l e c o p y r i g h t l a w s a n d i s n o t f o r r e s a l e i n a n y m a n n e r . p u b l i c a t i o n o r d e r i n g i n f o r m a t i o n n . a m e r i c a n t e c h n i c a l s u p p o r t : 8 0 0 ? 2 8 2 ? 9 8 5 5 t o l l f r e e u s a / c a n a d a e u r o p e , m i d d l e e a s t a n d a f r i c a t e c h n i c a l s u p p o r t : p h o n e : 4 2 1 3 3 7 9 0 2 9 1 0 j a p a n c u s t o m e r f o c u s c e n t e r p h o n e : 8 1 ? 3 ? 5 8 1 7 ? 1 0 5 0 n o i s 1 s m 0 2 5 0 a / d l i t e r a t u r e f u l f i l l m e n t : l i t e r a t u r e d i s t r i b u t i o n c e n t e r f o r o n s e m i c o n d u c t o r p . o . b o x 5 1 6 3 , d e n v e r , c o l o r a d o 8 0 2 1 7 u s a p h o n e : 3 0 3 ? 6 7 5 ? 2 1 7 5 o r 8 0 0 ? 3 4 4 ? 3 8 6 0 t o l l f r e e u s a / c a n a d a f a x : 3 0 3 ? 6 7 5 ? 2 1 7 6 o r 8 0 0 ? 3 4 4 ? 3 8 6 7 t o l l f r e e u s a / c a n a d a e m a i l : o r d e r l i t @ o n s e m i . c o m o n s e m i c o n d u c t o r w e b s i t e : w w w . o n s e m i . c o m o r d e r l i t e r a t u r e : h t t p : / / w w w . o n s e m i . c o m / o r d e r l i t f o r a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n , p l e a s e c o n t a c t y o u r l o c a l s a l e s r e p r e s e n t a t i v e

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