CMOS vs CCD

Kamera digital menggunakan sensor untuk menangkap cahaya untuk kemudian mengubahnya menjadi gambar. Sensor ini berfungsi sebagai pengganti film pada kamera analog.

Ada 2 jenis sensor yang beredar dan digunakan oleh produsen kamera (dan perangkat penangkap cahaya lainnya), yaitu sensor CCD (Charge-coupled device) dan CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor), keduanya hanyalah bagian dari kamera digital berbentuk sekeping chip untuk menangkap cahaya, menggantikan fungsi film pada era kamera film. Pada kepingan ini terdapat jutaan piksel yang sensitif terhadap cahaya (foton) dan energi cahaya yang diterima mampu dirubah dalam bentuk sinyal tegangan. Perbedaan teknis keduanya adalah dalam bagaimana tiap piksel itu memproses cahaya yang ditangkapnya.

Membandingkan kedua jenis ini ibaratnya membandingkan apel dengan jeruk. Meski fungsinya sama, namun karakteristik dan prinsip kerja kedua sensor ini berbeda, sehingga masing-masing sensor memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Complementary metal oxide semiconductor (CMOS) 
adalah jenis sensor piksel aktif dibuat menggunakan CMOS proses semikonduktor. Extra sirkuit samping setiap sensor foto mengubah energi cahaya untuk tegangan. sirkuit tambahan pada chip dapat dimasukkan untuk mengkonversi tegangan untuk data digital.

Teknologi CMOS :

CMOS memanfaatkan kombinasi transistor saluran-p dan saluran-n. Teknologi CMOS lebih cepat dari PMOS tetapi lebih sedikit lambat dari NMOS dan mencapi kerapatan yang lebih baik.

Plus :

• praktis, keping sensor sudah termasuk rangkaian ADC (camera on a chip)
• hemat daya berkat integrasi sistem
• kecepatan proses responsif  (berkat parralel readout structure)
• tiap piksel punya transistor sendiri sehingga terhindar dari masalah smearing atau blooming

Minus :

• proses pematangan teknologi (untuk menyamai kualitas CCD perlu biaya besar)
• piksel dengan transistor didalamnya menurunkan sensitivitas piksel (area penerima cahaya menjadi berkurang)
• piksel yang mampu mengeluarkan tegangan sendiri kurang baik dalam hal keseragaman kinerja (uniformity)

Charge Couple Device (CCD)
adalah perangkat analog. Ketika cahaya menyerang chip ini diadakan sebagai muatan listrik kecil di setiap sensor foto. Biaya dikonversi ke tegangan satu pixel pada waktu mereka membaca dari chip. sirkuit tambahan dalam kamera mengubah tegangan menjadi informasi digital.

Teknologi CCD :

Teknologi ini menyediakan bentuk baru memori berkerapatan sangat tinggi dan sudah memungkinkan pengimplementasian serpih memori 64K-bit menggunakan teknologi CCD.

Plus :

• matang secara teknologi
• desain sensor sederhana (lebih murah)
• sensitivitas tinggi (termasuk dynamic range)
• tiap piksel punya kinerja yang sama (uniform)

Minus :

• desain sistem keseluruhan (CCD plus ADC) jadi lebih rumit dan boros daya
• kecepatan proses keseluruhan lebih lambat dibanding CMOS
• sensitif terhadap smearing atau blooming (kebocoran piksel) saat menangkap cahaya terang