楼上的 CCD 和 CMOS 实际上挺像的，都是那种半导体做的“相机眼”，主要区别就在眼皮底下这个小细节。
你想想，要是把 CCD 想象成一块庞大的、没毛的黑板，那 CMOS 就是个装满了无数只眼的相机，它们都在各自的暗箱里偷偷工作。 早期 CCD 确实是个狠人，它就像一个超级吃素的超级号，专门负责把光线攒起来存起来。它本质上是个庞大的电容阵，全靠电压差来搬运电子。
要是没光，它就是个干瘪的黑洞，啥都看不见；一旦有光，电子就乖乖地跑进去，直接堆在寄存器里，像收税一样。
这种“巨龙式”的累法，优点是超级稳，信号强，带得动的像素点多，也就是那会儿说的“大像素”要么“高像素”。缺点嘛，就是它忒累了，功耗大，发热多，并且像素点之间没有各自独立的暗电流管理，好办互相串号，信号略微有点抖。 不过话说回来，随着工夫推移，这种“累死”的累法启动让人有些喘不过气来，便 CMOS 就慢慢钻了出来，想找个替身。它不想做大号电容，也不想靠电压差搬运。CMOS 的智慧之处在于，它把每个像素点都当成一个独立的微处理器。每个像素里面都有自己独立的电路，负责自己的旋转门、自己的寄存器、自己的放大器。 这就好比每个人都有自己的小房间，互不干扰。光线进来，这个像素先绕个弯把电子搬到暗室里，再塞进自己的寄存器里。它不需求依赖一个庞大的电容阵列来存信号，也不需求靠电压差来搬运，而是靠电压和电流的变化来做功。
这种“独立小房间”的模式，别看每个房间都得跑点程序，有点费电，但信号质量高，并且对低温下的噪声特别敏感，比如没光的时候，每个像素点都能自己把自己保护好，不会互相串号。 为了让你更直观地感受两者的不同，咱们来搞几个计算题。假设一帧画面有 300 万像素，咱们分两种做法算算耗电情况。 先说说老派 CCD 做法。它要存 300 万个电子到那块大电容里。
要是电容容量是 100 皮法，为了不让电荷流失，终端电压得维持在 0.3 毫伏左右。根据公式 $Q=CV$，一帧要搬运的电荷量就是 $3000000 times 100 times 10^{-12} = 0.03$ 库仑。再看 CMOS 做法。它把 300 万个像素点分成了 100 个区域，每个区域负责 3 万像素。每个区域相当于一个小电容，假设单点电容是 0.1 皮法，为了不让电荷流失，电压也得维持在 0.3 毫伏。
这时候，每个区域搬运的电荷量是 $30000 times 0.1 times 10^{-12} = 0.0003$ 库仑。
要是你算一帧，300 万像素总共有 300 个区域在与此同时干活（光来了的时候），总共搬运的电荷量是 $300 times 0.0003 = 0.09$ 库仑。 这就把话说圆了。两种做法搬运的电荷量差不多，都是 0.03 到 0.09 库仑之间。
看来 CCD 在搬运电荷总量上确实更强，它相当于那个大号电容。但 CM0S 在单个像素的处理上，效率要高出不少。 再比一比发热情况。CCD 是个超级号，电流大，电阻大，功耗自然高。举个极端的例子，要是 CCD 的电流是 1 毫安，那它的功耗就是 1 毫瓦。而 CMOS 出于每个像素都挺智慧，电流挺零碎，挺难把电流加粗。
要是 CMOS 的电流密度只有 CCD 的十分之一，那功耗就要低到 0.1 毫瓦。
也就是说，在同样的感光本事下，CMOS 能省出 90% 的电。 最终说个有意思的数据：热噪声。CCD 出于大家挤在一起，温度一高，大家的暗电流好办混成一团，信噪比略微差那么一点点。而 CMOS 每一像素都是个孤岛，温度高了，每个像素都能独立散热，互不干扰，信噪比要稳得多。
故此，专业相机目前根本都转成 CMOS 了，哪怕是用 CCD 的，目前也极少了。 总的来说，CCD 像老大哥，稳重但吃电，适合拍大场面要么老式相机；CMOS 像小透明，独立且省电，适合目前主流的手机、单反和微单。别看 CCD 有点过时了，但作为技术史上的一段传奇，它依然值得被好好回顾。
