图像传感器满阱容量 我们先从一个基本概念说起： 像素 。在图像传感器中，每个像素就像一个微小的“光容器”或“光碗”。它的核心是 光电二极管 ，其作用是将照射到它上面的光子（光线）转换成电子（电荷）。这个过程我们称之为“光电转换”。 现在，我们来理解什么是 电荷 。你可以想象成光子是雨滴，而光电二极管这个“光碗”是用来接雨滴的。每一个光子（雨滴）进入“碗”里，就会产生一个对应的电子（电荷）。“碗”里积累的电子越多，代表这个像素接收到的光线越强。 关键问题来了：这个“光碗”的容量是无限的吗？当然不是。 满阱容量 指的就是这个“光碗”（具体说是像素的光电二极管以及与其相连的电荷存储节点）在发生溢出或饱和之前，所能容纳的 最大电子数量 。它的单位通常是 e- （电子数） 。 我们来深入理解一下“满阱”的含义。当光线持续照射，像素不断产生电子，这些电子被收集在势阱（你可以想象为“碗”的凹陷处）中。随着电子越来越多，势阱被逐渐“填满”。当电子数量达到这个势阱的物理极限时，就达到了“满阱”状态。此时，如果再增加光线，产生的额外电子将无处容身，导致 溢出 。 溢出会产生什么后果？主要有两种负面现象： 饱和 ：像素输出的电信号不再随光照强度线性增加，而是达到一个固定最大值，导致图像中高亮区域失去所有细节，变成一片纯白色。 串扰 ：溢出的电子可能会“流”到相邻的像素势阱中，污染邻居的信号，导致高亮区域边缘出现异常的亮斑或彩色条纹，这种现象在强光点（如灯光、太阳）周围尤其明显，也称为“开花”效应。 满阱容量与图像传感器的另一个关键参数 动态范围 直接相关。动态范围衡量的是传感器同时捕捉最亮和最暗细节的能力。公式上可以近似表示为： 动态范围 (dB) ≈ 20 * log10(满阱容量 / 噪声) 。其中，噪声主要指 读出噪声 （将电荷转换为电压读数时引入的噪声）。因此，在噪声水平相当的情况下，满阱容量越大，动态范围就越宽，相机就越能在高对比度场景（如逆光）中保留亮部（如天空云彩）和暗部（如阴影中的人物）的细节。 那么，哪些因素决定了满阱容量的大小？它主要受限于像素的物理设计： 像素尺寸 ：一般来说，在相同工艺下， 像素尺寸越大 （例如 2.0μm 对比 1.0μm），所能制造的势阱物理体积就越大，因此 满阱容量通常也越大 。这就是为什么大底（大尺寸传感器）相机往往拥有更好高光表现的原因之一。 半导体工艺与器件结构 ：势阱的深度、掺杂浓度以及电荷传输路径的设计，都会影响其最大电荷存储能力。更先进的制造工艺和像素结构（如双增益转换、堆叠式结构）可以在不显著增大像素面积的前提下，优化满阱容量。 在实际的相机或手机成像中，满阱容量是一个权衡后的结果。设计师需要在 像素尺寸（影响分辨率和传感器尺寸）、满阱容量（影响高光和动态范围）、感光度（影响暗光表现）和制造成本 之间取得平衡。高端的专业相机倾向于使用大像素、大满阱容量的传感器以获得极致的画质，而智能手机则依靠先进的算法（如HDR多帧合成）来弥补小像素、小满阱容量在单次曝光时的不足。