[發明專利]高動態范圍圖像傳感器像素

有效

• 申請號: 201410132938.9
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103873787B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 阿德里·約翰尼斯·米爾普;周泉;馬成;王欣洋
• 申請（專利權）人: 長春長光辰芯光電技術有限公司
• 主分類號: H04N5/355
• 分類號: H04N5/355;H04N5/374;H01L27/146
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 王淑秋

1.一種高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于由光電二極管（PD）、轉移控制開關（TX）、至少一個高動態晶體管（HDR）構成的高動態控制結構、復位開關（RST）、放大器以及行選開關（SEL）組成；所述復位開關（RST）的一端接電源電壓VD1，另一端通過高動態控制結構連接到節點（FD）；轉移控制開關（TX）的兩端分別接到光電二極管（PD）的負極和節點（FD），光電二極管（PD）的正極接地；放大器的輸入和輸出分別接節點（FD）和行選開關（SEL）。?

2.根據權利要求1所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述高動態控制結構由一個高動態晶體管（HDR）構成；高動態晶體管（HDR）的漏極接復位開關（RST），源極連接到節點（FD）。?

3.根據權利要求1所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述高動態控制結構由多個高動態晶體管（HDR）構成，每個高動態晶體管與相鄰的高動態晶體管之間通過漏極和源極相接，第一個高動態晶體管的漏極接復位開關（RST），最后一個高動態晶體管的源極連接到節點（FD）。?

4.根據權利要求2所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述高動態晶體管（HDR）的柵極面積S滿足式（1）：?

Q_max/（ΔV_max×Cox）≤S<A??(1)?

A為單個像素的面積，Q_max為設定的第二次光生電子轉移后溝道內存儲電荷量的最大期望值，ΔV_max為第二次光生電子轉移信號的最大期望值，Cox為單位面積柵氧電容。?

5.根據權利要求4所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述高動態晶體管（HDR）的柵極面積S滿足式（2）：?

Q_max/（ΔV_max×Co_x）≤S<0.6×A??（2）。?

6.根據權利要求5所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述HDR晶體管的柵極面積S滿足式（3）；?

Q_max/（ΔV_max×Cox）≤S≤2×Q_max/（ΔV_max×Cox）??(3)?

其中Q_max為設定的第二次光生電子轉移后溝道內存儲電荷量的最大期望值，ΔV_max為第二次光生電子轉移信號的最大期望值，Cox為單位面積柵氧電容。?

7.根據權利要求3所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述高動態控制結構中所有HDR晶體管的柵極面積之和S’滿足式（4）；?

Q_max/（ΔV_max×Co_x）≤S’<A??（4）?

其中A為單個像素的面積，Q_max為設定的第二次光生電子轉移后溝道內存儲電荷量的最大期望值，ΔV_max為第二次光生電子轉移信號的最大期望值，Cox為單位面積柵氧電容。?

8.根據權利要求7所述的高動態范圍圖像傳感器像素，其特征在于所述高動態控制結構中所有HDR晶體管的柵極面積之和S’滿足式（5）；?

Q_max/（ΔV_max×Co_x）≤S’≤2×Q_max/（ΔV_max×Co_x）??（5）。?