[發明專利]圖像傳感器像素電路及其工作方法

有效

• 申請號: 201811287117.7
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109040628B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 張琦
• 申請（專利權）人: 銳芯微電子股份有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/378
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛異榮;吳敏

一種圖像傳感器像素電路及其工作方法，圖像傳感器像素電路包括：參考電位產生結構，所述參考電位產生結構具有參考電位輸出端，所述參考電位輸出端的電位低于像素驅動電源線的電位；像素單元；與像素單元中源跟隨晶體管的漏極連接的切換結構，所述切換結構適于在第一連接狀態和第二連接狀態之間切換所述源跟隨晶體管的漏極的電學連接狀態，在第一連接狀態下，所述源跟隨晶體管的漏極與像素驅動電源線電學連接，在第二連接狀態下，所述源跟隨晶體管的漏極與所述參考電位輸出端電學連接；列讀出線，所述列讀出線適于讀出所述浮空擴散點的電位信息。所述圖像傳感器像素電路的性能得到提高。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種圖像傳感器像素電路及其工作方法。

背景技術

圖像傳感器是一種將光信號轉化為電信號的半導體器件。

圖像傳感器分為互補金屬氧化物(CMOS)圖像傳感器和電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。其中CMOS圖像傳感器具有工藝簡單、易于其它器件集成、體積小、重量輕、功耗小和成本低等優點。因此，隨著圖像傳感技術的發展，CMOS圖像傳感器越來越多地取代CCD圖像傳感器應用于各類電子產品中。目前，CMOS圖像傳感器已經廣泛應用于靜態數碼相機、數碼攝像機、醫療用攝像裝置和車用攝像裝置等。

然而，現有的圖像傳感器的性能有待提高。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種圖像傳感器像素電路及其工作方法，以提高圖像傳感器像素電路的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種圖像傳感器像素電路，包括：參考電位產生結構，所述參考電位產生結構具有參考電位輸出端，所述參考電位輸出端的電位低于像素驅動電源線的電位；像素單元，所述像素單元包括：光電二極管；傳輸晶體管，所述傳輸晶體管的源級與所述光電二極管連接；復位晶體管，所述復位晶體管的漏極與像素驅動電源線連接；浮空擴散點，所述浮空擴散點與傳輸晶體管的漏極連接且與所述復位晶體管的源極連接；源跟隨晶體管，所述源跟隨晶體管的柵極與所述浮空擴散點連接；與所述源跟隨晶體管的漏極連接的切換結構，所述切換結構適于在第一連接狀態和第二連接狀態之間切換所述源跟隨晶體管的漏極的電學連接狀態，在第一連接狀態下，所述源跟隨晶體管的漏極與像素驅動電源線電學連接，在第二連接狀態下，所述源跟隨晶體管的漏極與所述參考電位輸出端電學連接；列讀出線，所述列讀出線適于讀出所述浮空擴散點的電位信息。

可選的，所述切換結構包括：第一開關，第一開關的一端與所述源跟隨晶體管的漏極連接，所述第一開關的另一端與像素驅動電源線連接；第二開關，第二開關的一端與所述源跟隨晶體管的漏極連接，第二開關的另一端與所述參考電位輸出端連接。

可選的，所述參考電位輸出端的電位可調。

可選的，所述像素單元的數量為若干個，若干個像素單元排列成陣列；對于同一行的像素單元，不同列的像素單元中的源跟隨晶體管的漏極與同一個切換結構連接。

可選的，所述像素單元的數量為若干個，若干個像素單元排列成陣列；所述切換結構的數量為若干個；對于同一行的像素單元，不同列的像素單元中的源跟隨晶體管的漏極分別連接不同的切換結構。

可選的，還包括：選擇晶體管，所述選擇晶體管的漏極與所述源跟隨晶體管的源級連接，所述選擇晶體管的源級與所述列讀出線連接。

本發明還提供一種圖像傳感器像素電路的工作方法，包括：提供上述任意一項的圖像傳感器像素電路；進行讀出時序步驟，進行讀出時序步驟包括：進行復位操作，所述復位晶體管導通；在進行所述復位操作的過程中，所述切換結構將所述源跟隨晶體管的漏極的電學連接狀態從第一連接狀態切換至第二連接狀態；進行所述復位操作后，所述切換結構將源跟隨晶體管的漏極的電學連接狀態從第二連接狀態切換至第一連接狀態；所述切換結構將源跟隨晶體管的漏極的電學連接狀態從第二連接狀態切換至第一連接狀態后，所述列讀出線對浮空擴散點的電位信息進行基準數據采集。