有源像素傳感器（APS）是一種圖像傳感器，其中每個像素傳感器單元電池具有光電檢測器（典型的是釘扎光電二極管）和一個或多個有源晶體管。在金屬氧化物半導體(MOS)有源像素傳感器中，MOS場效應晶體管(MOSFET)用作放大器。有不同類型的APS，包括早期的NMOSAPS和更常見的互補MOS(CMOS)APS，也稱為CMOS傳感器，廣泛用于數碼相機技術，例如手機相機、網絡相機、大多數現代數碼袖珍相機、大多數數碼單鏡頭反光相機(DSLR)和無反光鏡可互換鏡頭相機(MILC)。CMOS傳感器作為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器的替代品出現，并最終在2000年代中期超過了它們。

有源像素傳感器由有源像素組成，每個像素包含一個或多個MOSFET放大器，可將光生電荷轉換為電壓、放大信號電壓并降低噪聲。有源像素器件的概念是由PeterNoble在1968年提出的。他創建了每個像素帶有有源MOS讀出放大器的傳感器陣列，基本上采用現代三晶體管配置：埋入式光電二極管結構、選擇晶體管和MOS放大器。

80年代中期，日本的奧林巴斯將MOS有源像素概念作為電荷調制器件(CMD)實施。這得益于MOSFET半導體器件制造的進步，在1980年代至1990年代初期，MOSFET的縮放比例達到了更小的微米和亞微米水平。1985年，TsutomuNakamura的團隊在奧林巴斯制造了xxx個MOSAPS。術語有源像素傳感器(APS)是中村在奧林巴斯研究CMD有源像素傳感器時創造的。CMD成像器具有垂直APS結構，它通過將信號電荷存儲在輸出NMOS晶體管下來增加填充因子（或減小像素尺寸）。在1980年代末至1990年代初，其他日本半導體公司很快也推出了自己的有源像素傳感器。1988年至1991年間，東芝開發了“雙柵浮置表面晶體管”傳感器，該傳感器具有橫向APS結構，每個像素包含一個埋溝道MOS光電門和一個PMOS輸出放大器。1989年至1992年間，佳能開發了基礎存儲圖像傳感器（BASIS），它采用類似于奧林巴斯傳感器的垂直APS結構，但具有雙極晶體管而不是MOSFET。

1990年代初期，美國公司開始開發實用的MOS有源像素傳感器。1991年，德州儀器開發了bulkCMD（BCMD）傳感器，該傳感器在該公司的日本分公司制造，具有類似于奧林巴斯CMD傳感器的垂直APS結構，但更復雜，使用PMOS而不是NMOS晶體管。

標準的CMOSAPS像素由一個光電探測器（固定光電二極管）、一個浮動擴散和所謂的4T單元組成，該單元由四個CMOS（互補金屬氧化物半導體）晶體管組成，包括一個傳輸門、復位門、選擇門和源極跟隨器讀出晶體管。由于其低暗電流和良好的藍色響應，釘扎光電二極管最初用于行間傳輸CCD，并且當與傳輸門耦合時，可以將電荷從釘扎光電二極管完全轉移到浮動擴散（進一步連接到讀出晶體管）消除滯后。通過啟用相關雙采樣(CDS)，像素內電荷轉移的使用可以提供更低的噪聲。由于制造要求不那么復雜，有時仍會使用Noble3T像素。除了傳輸門和光電二極管之外，3T像素包括與4T像素相同的元件。復位晶體管Mrst用作將浮動擴散復位到VRST的開關，在這種情況下，它表示為Msf晶體管的柵極。當復位晶體管導通時，光電二極管有效地連接到電源VRST，清除所有累積電荷。由于復位晶體管是n型，像素在軟復位中運行。讀出晶體管Msf充當緩沖器（特別是源極跟隨器），這是一個放大器，可以在不移除累積電荷的情況下觀察像素電壓。其電源VDD通常與復位晶體管VRST的電源相連。選擇晶體管，Msel，允許讀出電子設備讀取像素陣列的單行。像素的其他創新，如5T和6T像素也存在。通過添加額外的晶體管，可以實現全局快門等功能，而不是更常見的卷簾快門。為了增加像素密度，可以采用共享行、四路和八路共享讀出等架構。3T有源像素的一個變體是DickMerrill發明的FoveonX3傳感器。在該設備中，三個光電二極管使用平面制造技術相互堆疊,每個光電二極管都有自己的3T電路。每個連續層都充當其下方層的過濾器，從而改變連續層中吸收光的光譜。通過對每個分層檢測器的響應進行去卷積，可以重建紅色、綠色和藍色信號。

典型的二維像素陣列被組織成行和列。給定行中的像素共享重置線，以便一次重置整行。一行中每個像素的行選擇線也連接在一起。任何給定列中每個像素的輸出都綁定在一起。由于在給定時間只選擇了一行，因此不會發生對輸出行的競爭。進一步的放大器電路通常以列為基礎。

像素傳感器的尺寸通常以高度和寬度給出，但也以光學格式給出。

有源像素傳感器(APS)結構有兩種類型，橫向APS和垂直APS。EricFossum將橫向APS定義如下：

橫向APS結構被定義為具有一部分像素區域用于光電檢測和信號存儲，另一部分用于有源晶體管的結構。與垂直集成的APS相比，這種方法的優勢在于制造工藝更簡單，并且與最先進的CMOS和CCD器件工藝高度兼容。

Fossum定義垂直APS如下：

垂直APS結構通過將信號電荷存儲在輸出晶體管下方來增加填充因子（或減小像素尺寸）。