[發明專利]一種基于憶阻器的像元電路和圖像傳感器

有效

• 申請號: 201910733233.5
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110519538B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 段杰斌;李琛;郭令儀;范春暉;陳力山
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/378;H04N5/235
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;馬盼

1.一種基于憶阻器的像元電路，其特征在于，包括光電二極管、憶阻器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管，所述第一MOS管用于對光電二極管進行復位，所述第四MOS管和第五MOS管用于對憶阻器進行初始化控制，所述第三MOS管和第六MOS管用于對憶阻器進行寫入控制；

其中，所述憶阻器的一端通過第二MOS管連接光電二極管，另一端連接像元電路的輸出端口，所述光電二極管曝光產生的電荷被第三MOS管和第六MOS管寫入至所述憶阻器中，所述憶阻器的阻值用于反應光電二極管曝光產生的電荷量；

所述光電二極管的陽極連接電源負極；

所述第一MOS管柵極連接RST控制信號，漏極連接電源正極，源極連接所述第二MOS管的柵極以及光電二極管的陰極；

所述第二MOS管漏極連接電源正極，源極連接所述第三MOS管源極；

所述第三MOS管柵極連接S1控制信號，漏極連接第四MOS管漏極以及憶阻器的一端；

所述第四MOS管柵極連接S2控制信號，源極連接電源負極；

所述第五MOS管柵極連接S3控制信號，漏極連接電源正極，源極連接憶阻器的另一端以及第六MOS管漏極，且第五MOS管源極作為該像元電路的輸出端口；

第六MOS管柵極連接S4控制信號，源極連接電源負極。

2.根據權利要求1所述的一種基于憶阻器的像元電路，其特征在于，當所述RST控制信號、S2控制信號和S3控制信號由低電平變為高電平時，所述第一MOS管、第四MOS管、第五MOS管導通，其中，第一MOS管對光電二極管進行復位，第四MOS管和第五MOS管對憶阻器進行初始化控制；

當所述S1控制信號和S4控制信號由低電平變為高電平，所述第三MOS管、第六MOS管導通，第三MOS管和第六MOS管對憶阻器進行寫入控制。

3.根據權利要求1所述的一種基于憶阻器的像元電路，其特征在于，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管的源極和漏極可以互換。

4.根據權利要求1所述的一種基于憶阻器的像元電路，其特征在于，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管均為NMOS晶體管。

5.根據權利要求1所述的一種基于憶阻器的像元電路，其特征在于，所述第一MOS管和第五MOS管為PMOS晶體管，所述第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第六MOS管均為NMOS晶體管。

6.根據權利要求1所述的一種基于憶阻器的像元電路，其特征在于，所述憶阻器為阻變式存儲器。

7.一種基于憶阻器的像元電路進行信號輸出的方法，其特征在于，采用權利要求1中所述的像元電路，具體包括如下步驟：

S01：RST控制信號、S2控制信號和S3控制信號由低電平變為高電平，第一MOS管、第四MOS管、第五MOS管導通，其中，第一MOS管對光電二極管進行復位，第四MOS管和第五MOS管對憶阻器進行初始化控制；

S02：RST控制信號、S2控制信號和S3控制信號由高電平變為低電平，第一MOS管、第四MOS管、第五MOS管關斷，光電二極管進行曝光；

S03：S1控制信號和S4控制信號由低電平變為高電平，第三MOS管、第六MOS管導通，其中，第三MOS管和第六MOS管對憶阻器進行寫入控制；

S04：RST控制信號、S1控制信號、S2控制信號、S3控制信號和S4控制信號均變為低電平，憶阻器寫入完成，同時像元電路輸出曝光結果。

8.一種基于憶阻器的圖像傳感器，其特征在于，包括權利要求1所述的像元電路。