[實用新型]涌入電流控制電路

有效

• 申請號: 201921849048.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN210405496U
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: B·克雷默斯
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/378;H04N5/341
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張錚錚;馬芬

本實用新型涉及一種涌入電流控制電路。具有該涌入電流控制電路的圖像傳感器可包含被布置成行和列的成像像素陣列。為了在最小化功率消耗的同時支持低速操作，圖像傳感器可在高功率上下文和低功率上下文之間交替。當在高功率上下文和低功率上下文之間轉換時，可使用涌入電流限制電路來緩慢地斜線升高或斜線降低偏置電流，以幫助最小化電源電壓波動。涌入電流限制電路可使用電流斜坡數模轉換器進行數字控制，可實現線性電流斜坡，或者可實現電流反饋斜坡方案。

技術領域

本實用新型整體涉及圖像傳感器，具體地涉及采用動態功率上下文切換的圖像傳感器，并且更具體地，涉及用于在動態上下文切換期間控制涌入電流的涌入電流控制電路。

背景技術

本部分旨在向讀者介紹可能與本公開的各個方面相關的本領域的各個方面，這些方面在下文有所描述和/或受權利要求書保護。據信，這種討論有助于向讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本公開的各個方面。因此，應當理解，這些陳述將以這種方式來閱讀，而不是承認現有技術。

現代電子設備(諸如蜂窩電話、相機和計算機)常常使用數字圖像傳感器。圖像傳感器(有時稱為成像器)可由二維圖像感測像素的陣列形成。圖像感測像素的陣列通常被布置成像素行和列。每個像素包括光敏層，該光敏層接收入射光子(光)并且將光子轉變為電荷。列感測電路通常耦接到每個像素列以便從圖像像素讀出圖像信號。

典型的圖像捕獲操作旨在當以較低速度操作時降低功率消耗。對于卷簾快門圖像傳感器，其中靜態圖片或視頻幀不是通過獲取整個幀的快照而捕獲的，而是通過逐行快速地跨幀掃描來捕獲的，降低功率消耗的一種方法是保持讀出速度(或“線速率”)與全速模式相同，但在兩個讀取周期之間關閉模擬偏置電流。實際上，這引入了低功率“虛擬線”以填滿增加的幀時間。

卷簾快門讀出指針應與高功率狀態重疊。在虛擬線期間，圖像傳感器可切換至較低功率狀態。高功率狀態和低功率狀態之間的過渡有時被稱為“動態功率上下文切換”。然而，根據所選擇的集成時間，滾動集成開始時間可能與高功率和/或低功率狀態重疊。在動態功率上下文切換事件期間對電源網絡的影響可能相當有害，并且通常會導致尖峰和振蕩。因此，在集成期間，像素可能不經意地對暗參考水平進行取樣。

本文所述的實施方案就是在這種背景下出現的。

實用新型內容

本實用新型提出了一種涌入電流控制電路，包括：輸出部，在所述輸出部上提供偏置電流；電容器；電流源，所述電流源被配置為對所述電容器充電；源極跟隨器晶體管，所述源極跟隨器晶體管具有連接到所述電容器的柵極端子，其中所述輸出部處的所述偏置電流與流過所述源極跟隨器晶體管的電流的量成比例；和電流減法晶體管，所述電流減法晶體管連接到所述電容器，其中流過所述源極跟隨器晶體管的電流的量經由負反饋路徑鏡像回到所述電流減法晶體管，使得所述電流源對所述電容器充電的速度隨著所述偏置電流的增大而減小。

根據本實用新型的技術方案，具有該涌入電流控制電路的圖像傳感器能夠在動態功率上下文切換期間通過該涌入電流控制電路來控制涌入電流，使電源網絡處的電壓波動/振蕩/峰值最小化，并減小在動態功率上下文切換事件期間對電源網絡的有害影響，從而降低圖像傳感器在圖像捕獲操作期間的功率消耗，提高圖像質量。

附圖說明

圖1為根據一個實施方案的示例性電子設備的示意圖。

圖2為根據一個實施方案的圖像傳感器中的示例性圖像像素陣列的示意圖。

圖3為根據一個實施方案的示出動態功率上下文切換的示意圖。

圖4為示出動態功率上下文切換的時序圖。

圖5為示出電源網絡如何受動態功率上下文切換影響的時序圖。

圖6A為根據一個實施方案的示例性涌入電流限制電路的電路圖，該電路包括數字控制的電流斜坡數模轉換器(DAC)。