Analysis and Optimization of Noise Response for Low-Noise CMOS Image Sensors

CMOS image sensors are nowadays widely used in imaging applications and particularly in low light flux applications. This is really possible thanks to a reduction of noise obtained, among others, by the use of pinned photodiode associated with a Correlated Double Sampling readout. It reveals new noise sources which become the major contributors. This paper presents noise measurements on low-noise CMOS image sensor. Image sensor noise is analyzed and optimization is done in order to reach an input referred noise of 1 electron rms by column gain amplifier insertion and dark current noise optimization. Pixel array noise histograms are analyzed to determine noise impact of dark current and column gain amplifier insertion. Transfer noise impact, due to the use of pinned photodiode (4T photodiode), is also measured and analyzed by a specific readout sequence

Estimation and Modeling of the Full Well Capacity in Pinned Photodiode CMOS Image Sensors

This letter presents a simple analytical model for the evaluation of the full well capacity (FWC) of pinned photodiode (PPD) CMOS image sensors depending on the operating conditions and on the pixel parameters. While in the literature and technical documentations FWC values are generally presented as fixed values independent of the operating conditions, this letter demonstrates that the PPD charge handling capability is strongly dependent on the photon flu

Generic radiation hardened photodiode layouts for deep submicron CMOS image sensor processes

Selected radiation hardened photodiode layouts, manufactured in a deep submicron CMOS Image Sensor technology, are irradiated by 60Co gamma-rays up to 2.2 Mrad(SiO2) and studied in order to identify the most efficient structures and the guidelines (recess distance, bias voltage) to follow to make them work efficiently in such technology. To do so, both photodiode arrays and active pixel sensors are used. After 2.2 Mrad(SiO2), the studied sensors are fully functional and most of the radiation hardened photodiodes exhibit radiation induced dark current values more than one order of magnitude lower than the standard photodiode

Radiation damages in CMOS image sensors: testing and hardening challenges brought by deep sub-micrometer CIS processes

This paper presents a summary of the main results we observed after several years of study on irradiated custom imagers manufactured using 0,18 µm CMOS processes dedicated to imaging. These results are compared to irradiated commercial sensor test results provided by the Jet Propulsion Laboratory to enlighten the differences between standard and pinned photodiode behaviors. Several types of energetic particles have been used (gamma rays, X-rays, protons and neutrons) to irradiate the studied devices. Both total ionizing dose (TID) and displacement damage effects are reported. The most sensitive parameter is still the dark current but some quantum eficiency and MOSFET characteristics changes were also observed at higher dose than those of interest for space applications. In all these degradations, the trench isolations play an important role. The consequences on radiation testing for space applications and radiation-hardening-by-design techniques are also discussed

Identification of radiation induced dark current sources in pinned photodiode CMOS image sensors

This paper presents an investigation of Total Ionizing Dose induced dark current sources in Pinned PhotoDiodes (PPD) CMOS Image Sensors based on pixel design variations. The influence of several layout parameters is studied. Only one parameter is changed at a time enabling the direct evaluation of its contribution to the observed device degradation. By this approach, the origin of radiation induced dark current in PPD is localized on the pixel layout. The PPD peripheral STI does not seem to play a role in the degradation. The PPD area and an additional contribution independent on the pixel dimensions appear to be the main sources of the TID induced dark current increase

Clima organizacional y rendimiento laboral en los trabajadores de una entidad financiera en Abancay, Apurímac, 2023

El objetivo de la presente investigación fue determinar en qué medida se relaciona el clima organizacional y el rendimiento laboral en los trabajadores de una entidad financiera en Abancay, Apurímac, 2023. Para lo cual se empleó la metodología de tipo aplicada, diseño correlacional, ya que analizo la relación con respecto a ambas variables propuestas buscando el nivel de correlación, y un cuantitativo. El tamaño de la muestra fue 9 trabajadores (2 administrativos y 7 operativos), sacados de una población de 13 empleados; por medio de un muestreo de carácter no probabilístico por conveniencia o accidental, utilizando criterio de inclusión y exclusión. El resultado fue una correlación “positiva moderada”, interpretando que, si una variable se incrementa la otra también lo hará en el mismo sentido. Para efectos de predecir la correlación de 0.692 entre ambas variables se realizó con un grado de error de 3.9% o también con un 96.1% de confiabilidad. Concluyéndose que se rechaza la hipótesis de que “existe una relación alta entre el Clima organizacional y rendimiento laboral” de la entidad financiera en cuestión

Evaluación de la remoción de ibuprofeno, mediante humedales de flujo subsuperficial horizontal.

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2015.El ibuprofeno es un contaminante emergente, vinculado a efectos ambientales negativos sobre las comunidades acuáticas y la salud humana, debido a la descarga de aguas residuales con contenidos del mismo a los cuerpos de agua. Es por ello que el proyecto comprendió el estudio de la remoción del ibuprofeno de aguas sintéticas mediante humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal, ensayándose tres concentraciones del fármaco 0,2, 1,7 y 2,7 mg/L. Se utilizaron tres humedales de 1,0 m de largo y 0,5 m de ancho y de profundidad; dos de ellos plantados con Cyperus papyrus y el otro sin plantar. Se estabilizaron durante un mes y posterior a este periodo, se ensayó incorporar al afluente del humedal tres concentraciones diferentes del fármaco. Para la determinación de la concentración del ibuprofeno se utilizó cromatografía líquida de ultra resolución acoplada a un espectrofotómetro de masas en tándem (UPLC-MS/MS); así también se realizó seguimiento a los humedales midiendo carbono orgánico disuelto, demanda química de oxígeno, oxígeno disuelto, pH y conductividad eléctrica, tanto en el afluente como en el efluente, y conteo de heterótrofos en la grava de los tres humedales. Se comprobó que los humedales plantados obtuvieron mayores porcentajes de remoción de ibuprofeno que el humedal sin plantar, obteniéndose un máximo de 84% en los humedales plantados y un máximo de 51% en el humedal sin plantar, asimismo se observó que a mayor concentración del fármaco se tuvo una menor remoción. Los parámetros de seguimiento no se vieron influenciados por la presencia de las macrófitas a excepción de la conductividad, asimismo evidenciaron el buen funcionamiento de los humedales.Intituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Química

Engagement y productividad laboral en los trabajadores de una unidad educativa de Guayaquil, 2022

Este estudio tuvo como objetivo calcular el nivel de relación entre engagement y productividad laboral en los trabajadores de una unidad educativa de Guayaquil 2022, la investigación es de tipo aplicada, diseño no experimental, enfoque cuantitativo correlacional, la muestra fue censal 100 trabajadores, utilizando toda la población, la técnica que se utilizó fue las encuestas y el instrumento el cuestionario, el utilizado para medir engagement fue un cuestionario estandarizado Utrecht Work Engagement Scale versión (UWES-17) de libre uso para investigaciones científicas y para medir productividad laboral un cuestionario que fue validado por expertos y para la fiabilidad se utilizó Alfa de Cronbach engagement 0,874 y productividad laboral 0.811 demostrando que el nivel de fiabilidad es muy bueno para cada variable. Proporcionó el resultado que el 94% de los trabajadores consideraba que existe un engagement alto y una productividad laboral eficiente concluyendo la existencia de correlación entre el engagement y productividad laboral de acuerdo, al coeficiente de correlación Rho Spearman ,696 positiva media, significancia bilateral p valor = ,000 < 0,05; existe relación significativa entre engagement y productividad laboral en los trabajadores de una unidad educativa de Guayaquil 2022

Efecto del tratamiento con metformina y ejercicio moderado, sobre la función mitocondrial del músculo esquelético

El envejecimiento es un proceso natural e inevitable que se caracteriza por el deterioro progresivo físico y mental, presentando una acumulación de componentes disfuncionales, que finaliza con la muerte. Uno de los trastornos más importante durante el envejecimiento, es el deterioro en la movilidad y la capacidad física. Lo anterior debido a una pérdida progresiva de la masa y la fuerza del músculo esquelético, en un proceso conocido como sarcopenia. La etiología de la sarcopenia se ha relacionado con diversos factores como el estrés oxidante, la pérdida de la homeostasis de proteínas y la disfunción mitocondrial. Las mitocondrias desempeñan un papel fundamental debido a su importancia en la producción de energía, de especies reactivas de oxígeno y en la señalización para inducir la apoptosis. Se sabe que las funciones mitocondriales se deterioran con el envejecimiento, incluida la síntesis de proteínas mitocondriales, la respiración y la producción de ATP. Se ha sugerido que el ejercicio podría generar efectos benéficos en el ciclo de vida mitocondrial, ya que produce en las principales vías de señalización relacionadas con el control de calidad y cantidad de mitocondrias durante el envejecimiento. Por otro lado, se ha descrito que la metformina (MTF), una biguadina empleada en el tratamiento de diabetes tipo 2, mejora el rendimiento físico, la sensibilidad a la insulina, además de que disminuye el colesterol y las lipoproteínas de baja densidad. A nivel molecular, la MTF aumenta la actividad de la AMPK y la respuesta antioxidante. La interrogante de este trabajo se basa en esclarecer si el tratamiento conjunto de MTF + ejercicio moderado a lo largo de la vida, podrá ejercer un efecto protector contra la disfunción mitocondrial en músculo esquelético de ratas viejas. Para ello, se cuantifico el consumo de oxígeno de mitocondrias aisladas de músculo esquelético tipo cuádriceps. Además, se determinó la presencia de supercomplejos respiratorios y la actividad enzimática de los OXPHOS, así como la síntesis e hidrólisis de ATP. En nuestras condiciones experimentales observamos que los animales viejos con un tratamiento con MTF + ejercicio tuvieron una mejor respuesta durante el consumo de oxígeno, un mejor cociente P/O y actividad enzimática comparado con los animales que solo fueron tratados con metformina o sedentarios.Aging is a natural and inevitable process characterized by progressive physical and mental decline, presenting an accumulation of dysfunctional components, and ending with death. In particular, one of the health complications during aging is the failure in mobility and physical capacity, due to a progressive loss of skeletal muscle mass and strength, in a process known as sarcopenia. The etiology of sarcopenia has been related to various factors such as oxidative stress, loss of protein homeostasis and mitochondrial dysfunction. Mitochondria have a significant role due to their importance in energy production, in the reactive oxygen species generation and in apoptosis pathway signaling. It is known that mitochondrial functions deteriorate with aging, including mitochondrial protein synthesis, respiration and ATP production. It has been suggested that exercise could generate beneficial effects in the mitochondrial life cycle, since it has effects on the main signaling pathways related to quality control and quantity of mitochondria during aging. On the other hand, metformin (MTF), a biguadine which is used as a treatment for type 2 diabetes is known to improve physical performance, insulin sensitivity, and decrease cholesterol and low-density lipoproteins levels. At the molecular level, metformin increases AMPK activity and antioxidant response. So, this study aims is to clarify whether the combined treatment with MTF + moderate exercise during the rats lifespan could prevent mitochondrial dysfunction in old rats. The oxygen consumption of mitochondria isolated from quadriceps skeletal muscle was measured, ss well as the occurrence of respiratory supercomplexes and the OXPHOS enzymatic activity, ATP synthesis and hydrolysis. Under our experimental conditions the mitochondria from old animals treated with MTF + exercise had a better response during oxygen consumption, P/O ratio and enzymatic activity compared to animals that were treated only with metformin

Radiation Effects in Pinned Photodiode CMOS Image Sensors: Pixel Performance Degradation Due to Total Ionizing Dose

Several Pinned Photodiode (PPD) CMOS Image Sensors (CIS) are designed, manufactured, characterized and exposed biased to ionizing radiation up to 10 kGy(SiO2 ). In addition to the usually reported dark current increase and quantum efficiency drop at short wavelengths, several original radiation effects are shown: an increase of the pinning voltage, a decrease of the buried photodiode full well capacity, a large change in charge transfer efficiency, the creation of a large number of Total Ionizing Dose (TID) induced Dark Current Random Telegraph Signal (DC-RTS) centers active in the photodiode (even when the Transfer Gate (TG) is accumulated) and the complete depletion of the Pre-Metal Dielectric (PMD) interface at the highest TID leading to a large dark current and the loss of control of the TG on the dark current. The proposed mechanisms at the origin of these degradations are discussed. It is also demonstrated that biasing (i.e., operating) the PPD CIS during irradiation does not enhance the degradations compared to sensors grounded during irradiation