[發明專利]計數器、模數轉換方法和轉換器、半導體器件及電子裝置

有效

• 申請號: 201010170664.4
• 申請日: 2005-04-26
• 公開（公告）號: CN101826867A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 村松良德;福島范之;新田嘉一;安井幸弘
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H03K23/58
• 分類號: H03K23/58;H03M1/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 黃小臨

本案是申請日為2005年4月26日、申請號為200510079216.2、發明名 稱為“計數器、模數轉換方法和轉換器、半導體器件及電子裝置”的發明專利申 請的分案申請。

技術領域

本發明涉及異步計數器電路、模數(AD)轉換方法以及用于使用該計數器電路將 模擬信號轉換成數字數據的AD轉換器、用于通過多個單位元件的陣列檢測物理量 分布的半導體器件、以及電子裝置。

更具體地，本發明涉及一種適合在電子裝置中使用的異步計數器和AD轉換技 術，該電子裝置是例如用于檢測物理量分布的半導體器件諸如固態成像器件，該半 導體器件允許讀取表示物理量分布的電信號，通過對從外部輸入的電磁波諸如光或 輻射敏感的多個單位元件的陣列獲得該物理量。

背景技術

在各種領域中使用了用于檢測物理量的半導體器件，該半導體器件包括對從外 部輸入的電磁波諸如光或輻射敏感的單位元件的線或矩陣。

例如，在視頻裝置領域，使用用于檢測光(電磁波的例子)作為物理量的電荷耦 合器件(CCD)、金屬氧化物半導體(MOS)以及互補金屬氧化物半導體(CMOS)固態成 像器件。這些器件以單位元件(在固態成像器件中的像素)獲得的電信號形式讀取物 理量分布。

在被稱作有源像素傳感器(APS)或者增益單元的固態成像器件的類型中，在產 生了與電荷發生器產生的信號電荷對應的像素信號的像素信號發生器中提供用于 放大的驅動晶體管。許多COMS固態成像器件是上述類型。

在這種有源像素傳感器中，為了讀取像素信號到外部，對包括單元像素陣列的 像素單元執行尋址控制，因此能從任意選擇的單獨的單元像素中讀取信號。即，有 源像素傳感器是尋址控制的固態成像器件的例子。

例如，在有源像素傳感器中，其是包括單元像素矩陣的X-Y尋址的固態成像 器件類型，使用MOS結構(MOS晶體管)的有源元件或類似物實現每一個像素，因 此每個像素自身能夠放大。即，有源元件放大在用作光電轉換器的光電二極管中累 積的信號電荷(光電子)，并且讀取該放大的信號作為圖像信息。

在這種X-Y尋址固態圖像器件中，例如像素單元包括大量像素晶體管的二維 數組。在逐行基礎上或逐個像素基礎上開始對應于入射線的信號電荷的累積。通過 尋址連續地從各自的像素讀取基于累積的信號電荷的電流信號或電壓信號。在該 MOS(包括CMOS)固態成像器件中，作為尋址控制的實例，根據經常使用的方法， 同時訪問一行像素以從逐行基礎上的像素單元中讀取像素信號。

必須通過模數轉換器將從像素單元中讀取的模擬像素信號轉換成數字數據。因 為像素信號與附加有復位分量的信號分量一起輸出，所以必須通過獲得對應于復位 分量的信號電壓和對應于信號分量的信號電壓之間的差來提取真實的有效信號分 量。