[發明專利]采樣保持電路中電荷注入噪聲的降低

有效

• 申請號: 201680061898.0
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN108352181B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 諾姆·埃謝爾;戈蘭·蔡特尼;滋維卡·盧普
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: G11C27/02
• 分類號: G11C27/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 喬焱;曹正建

一種采樣保持電路包括：第一晶體管；第二晶體管，其設置在第一晶體管的柵電極和漏電極之間；采樣電容器，該采樣電容器的電極連接至第一晶體管的柵電極；以及第一電流源，其連接至第一晶體管的漏電極，其中，第二晶體管的柵電極接收柵控信號。柵控信號的最小電壓為V_th2+V_sat2+V_th1+V_sat1，其中，V_th1是第一晶體管的閾值電壓，V_sat1是第一晶體管的飽和電壓，V_th2是第二晶體管的閾值電壓，并且V_sat2是第二晶體管的飽和電壓。柵控電路將柵控信號提供給第二晶體管，并且柵控電路包括：第三晶體管；第四晶體管，其與第三晶體管串聯連接；第二電流源；以及反向器，其被構造成接收電源電壓和反向器控制信號，并輸出柵控信號。第三晶體管、第四晶體管和第二電流源將電源電壓提供給反向器。

技術領域

本申請通常涉及采樣和保持電路。更具體地，本申請涉及能夠降低圖像傳感或其他電子應用中的噪聲影響的采樣保持電路。

背景技術

圖像傳感設備通常由圖像傳感器(通常為像素電路陣列)以及信號處理電路和任何相關的控制或時序電路組成。在圖像傳感器自身內，由于光的照射，電荷會被收集在像素電路的光電轉換裝置中。

圖1所示是像素電路的一個示例。如圖1所示，像素電路100包括光電轉換裝置101(例如，光電二極管)、浮動擴散FD、轉移晶體管102、復位晶體管103、放大晶體管104、選擇晶體管105以及垂直信號線106。如圖所示，垂直信號線106對于同一列內的多個像素電路是公共的。可選地，垂直信號線可以在多個列之間共享。轉移晶體管102、復位晶體管103和選擇晶體管105的柵電極分別接收信號TRG、RST和SEL。這些信號例如可以由控制或時序電路提供。

雖然圖1示出具有特定構造中的四個晶體管的像素電路時，但是本發明不限于此，并且可以適用于具有更少或更多晶體管以及諸如電容器、電阻器等的其他元件的像素電路。此外，本發明可以擴展到在多個光電轉換裝置之間共享一個以上晶體管的構造。

然后，累積的電荷被轉換成數字值。這種轉換通常需要諸如采樣保持(S/H：sample-and-hold)電路、模數轉換器(ADC：analog-to-digital converter)以及時序和控制電路等的幾個電路部件，其中各電路部件均用于轉換目的。例如，S/H電路的目的可能是對來自光電二極管操作的不同時間階段的模擬信號進行采樣，然后通過ADC將模擬信號轉換成數字形式。

然而，典型的采樣保持電路實施可能包含各種雜散電容和雜散電荷，這可能會導致采樣保持電路的輸出不準確。這在需要高精度采樣保持的應用中是不理想的。因此，需要一種能夠降低由雜散電容和雜散電荷引起的噪聲影響的信號處理的方法。

發明內容

本發明的各種方面涉及一種用于將柵控信號施加到采樣保持電路內的柵電極的采樣保持電路和柵控電路。

在本發明的一個方面中，采樣保持電路包括：第一晶體管；第二晶體管，其設置在第一晶體管的柵電極和漏電極之間；采樣電容器，該采樣電容器的電極連接至第一晶體管的柵電極；以及第一電流源，其連接至第一晶體管的漏電極，其中，第二晶體管的柵電極被構造成接收柵控信號。

在本發明的另一方面中，柵控電路包括：第一晶體管；第二晶體管，其串聯連接至第一晶體管；第一電流源；以及反向器，其被構造成接收電源電壓和反向器控制信號并輸出柵控信號。

在本發明以上的方面中，柵控信號的最小電壓為V_th2+V_sat2+V_th1+V_sat1，其中，V_th1是第一晶體管的閾值電壓，V_sat1是第一晶體管的飽和電壓，V_th2是第二晶體管的閾值電壓，V_sat2是第二晶體管的飽和電壓。