[實用新型]圖像傳感器的信號讀出電路及模塊

有效

• 申請號: 201120217081.2
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN202150896U
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 趙立新;李杰;喬勁軒
• 申請（專利權）人: 格科微電子(上海)有限公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H04N5/374
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本實用新型涉及電子電路，并且更具體地涉及圖像傳感器的信號讀出電路及模塊。

背景技術

隨著半導體技術的發展，圖像傳感器已廣泛應用于各種需要進行數字成像的領域，例如數碼照相機、數碼攝像機等電子產品中。根據光電轉換方式的不同，圖像傳感器通?？梢苑譃閮深悾弘姾神詈掀骷?Charge?Coupled?Device，CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。其中，CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低、生產成本低等優點，因此，CMOS圖像傳感器易于集成在例如手機、筆記本電腦、平板電腦等便攜電子設備中，作為提供數字成像功能的攝像模組使用。

CMOS圖像傳感器的像素單元通常采用3T結構和4T結構，用于響應于像素單元的感光而產生相應的電信號，也即用于圖像傳感器的信號讀出。以4T結構為例，如圖1所示，4T結構的像素單元10中包含4個晶體管，分別是傳輸晶體管11、復位晶體管12、源跟隨晶體管13和選通晶體管14。在選通晶體管14開啟(即該像素所在的行被選通)的初始階段，傳輸晶體管11關閉，經過一段時間的感光后，光生載流子存儲在光電二極管15中；然后，開啟復位晶體管12，對浮置擴散點102復位，源跟隨晶體管13的源端的電壓跟隨柵極電壓的變化，從而電路10在輸出端103輸出一個復位電平；接著，關閉復位晶體管12，開啟傳輸晶體管11，將光電二極管15中的光生電荷傳輸到浮置擴散點102上，從而浮置擴散點102的電平產生變化，源跟隨晶體管13的源端的電壓跟隨柵極電壓的變化，從而電路10在輸出端103輸出一個信號電平；與該像素單元10電學連接的信號處理電路(未示出)對該復位電平和信號電平進行比較等操作，即得到光電轉化產生的信號。

在此過程中，信號的幅度與浮置擴散點102得到的復位電平的高低有關，復位電平越高就越有利于獲得較大的信號幅度。然而，由于復位晶體管12固有的閾值損失等問題，在復位過程中，通常不能將電源電平無損失地傳輸到浮置擴散點102，因此將導致圖像傳感器的動態范圍不夠大。

實用新型內容

可見，需要提供一種圖像傳感器的信號讀出電路，該電路能夠對浮置擴散點復位到足夠高的電平。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種圖像傳感器的信號讀出模塊，包括：復位晶體管，包括兩個端部和一個柵極，所述兩個端部中的一個端部耦接于浮置擴散點，另一個端部耦接于復位電壓，以及復位信號調整模塊，耦接于所述柵極，所述復位信號調整模塊配置為：在對所述浮置擴散點進行復位的預定時間內，給所述柵極提供較高的柵極電壓，使得所述柵極電壓與所述復位晶體管的閾值電壓的差值高于或者等于所述復位電壓。

由于在對所述浮置擴散點進行復位的預定時間內，所述柵極電壓與所述復位晶體管的閾值電壓的差值高于或者等于所述復位電壓，因此克服了由于閾值損失而使得浮置擴散點的電平不能提高到復位電壓的缺陷。

根據本實用新型的另一個方面，提供了一種圖像傳感器的信號讀出電路，包括：復位晶體管，包括兩個端部和一個柵極，所述兩個端部中的一個耦接于浮置擴散點，另一個耦接于選通信號，所述柵極耦接于復位信號，其中，所述選通信號用于選通所述復位晶體管所在的像素，所述復位信號用于對所述浮置擴散點復位；以及復位信號調整模塊，用于將所述復位晶體管耦接于所述復位信號，所述復位信號調整模塊包括：調整晶體管，包括兩個端部和一個柵極，所述兩個端部中的一個端部耦接于所述復位晶體管的所述柵極，所述調整晶體管的所述柵極耦接于電源；以及切換模塊，配置為響應于控制信號從而使得：當所述復位晶體管所在的像素被選通時，所述調整晶體管的另一個端部已經耦接于電源，以及當所述像素的信號電荷被朝向所述浮置擴散點轉移時，所述調整晶體管的另一個端部已經耦接于所述復位信號。

由于當所述復位晶體管所在的像素被選通時，選通信號通過復位晶體管端部與柵極之間的寄生電容饋通到柵極并疊加在選通之前復位晶體管的柵極電壓上，由此得到了增高的柵極電壓，并且由于所述調整晶體管的另一個端部已經耦接于電源，因此該調整晶體管的導通電阻較大，進而該調整晶體管提供了較大的RC延遲，使得增高的柵極電壓能夠維持，從而浮置擴散點能夠被復位到與選通信號大致相同的電平。

附圖說明

通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，能夠更容易地理解本實用新型的特征、目的和優點。其中，相同或相似的附圖標記代表相同或相似的裝置：

圖1示出了一種現有的圖像傳感器的像素單元的基本結構，