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首先，这只是个基础的原理说明贴，已经懂得这个原理的大佬可以忽略本贴！
著名的光谱和天文成像博客Christian Buil最近（2017年8月）更新了一篇文章，详细对比CMOS和CCD传感器的性能差别。
作者的结论是：现在的CMOS传感器和最好的工业CCD（除开E2V这种科学级背照CCD）在整体性能上已经比较趋近。
大家都知道CMOS适合大量拍摄短曝光照片，并不仅仅是因为CMOS的读出噪声低，而是CMOS芯片的整体特性决定的。
先来一张图说明CMOS的热噪声：
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2017-10-2 12:09 上传
说明：相同温度下CMOS的热噪声大大高于CCD，反之，要达到和CCD相同的热噪声，CMOS需要深度制冷。
第二张图，对HD217813一小时曝光后的信噪比：
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说明：CCD的单个像素信噪比大幅高于CMOS，整个目标的信噪比略高于CMOS。
最后一张图，噪声的相对比例：
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说明：忽略入射光子噪声和天空背景的光子噪声，CCD读出噪声占比高，但是热噪声占比小。CMOS读出噪声占比低，但热噪声占比高。
因此，
CCD适合长曝光方式，因为一次曝光只带来一次读出噪声，且长时间曝光不会增加多少热噪声。
CMOS适合短曝光方式，因为短时间曝光不会带来很多热噪声，且多次曝光也不会累积太多读出噪声。
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以上只是这篇文章的一小部分。整篇文章太长无法完全翻译，读完之后个人的体会是在天文摄影这种主要拍摄暗弱目标的应用上，CMOS与CCD还是有一小段差距，这段差距主要体现在，与CCD达到相同的QE时（比如IMX290），CMOS的热噪声大大高于CCD，这个比例相对于CMOS带来的低读出噪声而言，要更多一些。放到实际应用中，IMX290拍摄大约4张带来的读出噪声就等于一张ICX694的读出噪声，但一张ICX694长曝下来的时间，如果仅仅用IMX290拍摄4张，其热噪声会高于ICX694。换句话说，CMOS的低读出噪声抵平CCD后，其热噪声还是要高出CCD一截。
（ASI1600mm用的那块松下传感器热噪声要低很多，但读出噪声更大，且因为它的QE比ICX694和IMX290的水平要低一截，所以就不方便对比了）
同时不巧的是CMOS的热噪声并不是整齐的，你不能像用ICX694这种CCD芯片一样，准备一个暗场校准库，然后在很长一段时间内都可以直接使用这些素材来校准。使用CMOS要得到好的结果需要每一次都单独拍摄暗场照片，且这些校准文件只能使用一次。
另一方面，CMOS还具有比CCD大得多的TNR噪声，TNR噪声和热噪声一样不是高斯分布的，因此可以通过校准暗场去掉。
而CCD上占主要的读出噪声是随机噪声，只能通过叠加去掉。
CMOS的大量短曝要求它必须大量叠加，但噪声特性却同时也需要拍摄大量暗场；
CCD的读出噪声要求它必须大量叠加，但单张长曝却同样花费时间；
从效率来讲，CMOS和CCD两种传感器目前来看都是两头不讨好的。都需要大量叠加，也需要大量时间来拍摄。
但目前我个人还是会选择CCD，因为在传感器整体性能和前期拍摄工作量都相差无几的前提下，使用CCD产生的图像在校准处理上更简单更容易，同时产生的文件要少一个数量级，相应的校准、对齐、叠加的整个工作量都要少一些。“更好处理” 这也是个人爱好者不得不考虑的因素。
以上只是我个人的体会随想，不是很有逻辑，不过CMOS和CCD大体上也就是这么回事儿了。原理上来讲，这两者的性能并没有明显高下之分，只能说各有所长吧，还有很多上面没有提到的问题，比如CCD有更好的线性度、CMOS的辉光问题和ADC的精度问题之类的，但随着CMOS技术和工艺的发展，这些问题相信不需要多久就能解决了。毫无疑问以后的天文领域也会是CMOS的天下，那篇文章的作者最后也提到，如果制造出更深度的制冷相机（-60C以上），那么CMOS也能拥有超低的热噪声，同样可以用来长曝拍摄，再加上低读出噪声，这时候CMOS的全能性才充分地体现出来。
CCD呢也并不会很快退出历史舞台，不要忘了E2V。在成本不敏感的领域，荧光成像、生命科学、光谱分析之类的科研应用上，背照CCD的强大威力是现在的消费级CMOS无法比拟的，相应的科学级CMOS的缺乏是个工业问题，只能靠时间慢慢解决了。
不知不觉写了这么多，如有错误之处，望及时指正，我一定虚心接受，保持良好讨论氛围。