[發明專利]一種互補金屬氧化物半導體圖像傳感器及其驅動方法

有效

• 申請號: 01129269.5
• 申請日: 2001-06-19
• 公開（公告）號: CN1330411A
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: 李瑞圭
• 申請（專利權）人: 皮克斯爾普拉斯有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/092
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉世長

1、一種互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器，包括：

一個具備復位模式的像素傳感器，該像素傳感器在復位模式下產生復位數據，該像素傳感器進一步產生信號數據，該像素傳感器對接收到的外來能量作出響應以產生信號數據，該像素傳感器依據所接收到的能量產生一定量的光電荷并將其轉化為信號數據，該信號數據具有依賴于感生光電荷總量的電壓值；

一條數據I/O線，傳輸像素傳感器中產生的信號數據和復位數據；

一個耦合到數據I/O線的雙取樣電路，完成對信號數據和復位數據的取樣，并驅動輸出終端；

一個輸出電路，用以輸出與輸出終端電壓相關的數據；

其特征在于：雙取樣電路先完成對信號數據的取樣，然后才是對復位數據取樣。

2、根據權利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于所述的像素傳感器包括：

一個公共節點；

一個復位晶體管，其源極連接公共節點，漏極連接外部輸入電壓，該復位晶體管門電路化，以響應復位信號；

一個產生信號數據的光電二極管；

一個有門電極的驅動晶體管，門電極連接公共節點，而漏極連接外部輸入電壓；以及

一個選擇晶體管，將驅動晶體管的源電壓傳輸至數據I/O線，以響應第一選擇信號。

3、根據權利要求2所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：復位晶體管、驅動晶體管和選擇晶體管均為N通道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。

4、根據權利要求2所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：第一選擇信號是從像素陣列中選取出一行的行選擇信號。

5、一種CMOS圖像傳感器，包括：

一個像素傳感器，產生信號數據和在復位模式下產生復位數據，該像素傳感器包括：

一個公共節點；

一個復位晶體管，其源極連接公共節點，漏極連接外部輸入電壓；該復位晶體管門電路化，以響應復位信號；

一個接收外來能量的光電二極管，依據所接收的能量產生一定量的光電荷，光電二極管將此光電荷轉化為信號數據，信號數據的電壓取決于感生光電荷的總量；

一個有門電極的驅動晶體管，門電極連接公共節點，而漏極連接外部輸入電壓；

一個選擇晶體管，將驅動晶體管的源電壓傳輸至數據I/O線，以響應第一選擇信號；

一條數據I/O線，傳輸所產生的信號數據和復位數據；

一個耦合到數據I/O線的雙取樣電路，完成對信號數據和復位數據的取樣，并驅動輸出終端；

一個輸出電路，用以輸出與輸出終端電壓相關的數據；

其特征在于：雙取樣電路先完成對信號數據的取樣，然后才對復位數據取樣。

6、根據權利要求5所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：復位晶體管、驅動晶體管和選擇晶體管均為N通道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。

7、根據權利要求5所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：第一選擇信號是從像素陣列中選取出一行的行選擇信號。

8、根據權利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于雙取樣電路構成如下：

一個第一級晶體管，將數據I/O線驅動至第一參考電壓以響應讀入指令，輸出與信號數據相關的數值；

一個耦合電容，將存貯節點與數據I/O線耦合起來；

一個第二級晶體管，將存貯節點驅動至第二參考電壓以響應控制信號。

9、根據權利要求8所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：第一參考電壓為地電位(VSS)。

10、根據權利要求8所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：第二參考電壓為地電位(VSS)。

11、根據權利要求8所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：第一、第二級晶體管均為N通道金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。

12、根據權利要求8所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：第二選擇信號是從像素陣列中選取出一列的列選擇信號。

13、根據權利要求8所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：耦合電容的一端連接至數據I/O線。

14、一種上述圖像傳感器的驅動方法，其特征在于該方法至少包括：

(a)提供一CMOS圖像傳感器，其具備一個以上以行列配置的像素傳感器，且在復位模式下產生復位數據，并依賴由響應所收到的外來能量而產生的光電荷總量產生信號數據；

(b)產生一個讀入信號，并觸發一個行選擇信號以選取一行；

(c)觸發一個數據輸出信號；

(d)響應數據輸出信號，輸出信號數據；

(e)在步驟(d)之后驅動復位模式；

(f)輸出復位數據。