[發(fā)明專利]一種用于CMOS圖像傳感器的列級(jí)ADC及其實(shí)現(xiàn)方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010172479.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-03-12 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111355907B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-02-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李婷;何杰;時(shí)光;吳龍勝 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西安微電子技術(shù)研究所 |
| 主分類號(hào)： | H04N5/374 | 分類號(hào)： | H04N5/374;H04N5/3745 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200 | 代理人： | 李紅霖 |
| 地址： | 710065 陜西*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 cmos 圖像傳感器 adc 及其 實(shí)現(xiàn) 方法 | ||
1.一種用于CMOS圖像傳感器的列級(jí)ADC，其特征在于，包括比較器第一級(jí)（12）、比較器第二級(jí)（16）和補(bǔ)償電容（15）；
所述比較器第一級(jí)（12）的正端輸入為光電信號(hào)Vin，其負(fù)端輸入為斜坡參考信號(hào)Vramp，所述比較器第一級(jí)（12）的輸出端與比較器第二級(jí)（16）的輸入端相連，所述比較器第二級(jí)（16）的輸出端通過(guò)補(bǔ)償電容（15）與比較器第一級(jí)（12）的負(fù)端相連接，所述比較器第二級(jí)（16）的輸出端還提供有外部輸出VCOMP；
所述比較器第一級(jí)（12）和比較器第二級(jí)（16）的翻轉(zhuǎn)方向相反；
還包括負(fù)載均衡器（17），負(fù)載均衡器（17）的一個(gè)輸入端與比較器第二級(jí)（16）輸出端相連接，另一個(gè)輸入端為ADC-Lowpower；
當(dāng)負(fù)載均衡器（17）的ADC-Lowpower輸入為低電平時(shí)，比較器第二級(jí)（16）其所在支路的電流和負(fù)載均衡器（17）所在支路的電流一個(gè)為0，一個(gè)不為0；
當(dāng)負(fù)載均衡器（17）的ADC-Lowpower輸入為高電平時(shí)，負(fù)載均衡器（17）所在支路的電流均為0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CMOS圖像傳感器的列級(jí)ADC，其特征在于，所述比較器第一級(jí)（12）包括NMOS M1、NMOS M2、PMOS M3、PMOS M4和第二NMOS，比較器第二級(jí)（16）包括PMOS M5和第三NMOS；
PMOS M3、PMOS M4 和PMOS M5的S極均接入VDD，PMOS M3的G極、PMOS M3的D極、PMOS M4的G極均與NMOS M1的D極相連，NMOS M1的G極接光電信號(hào)Vin，PMOS M4的D極、NMOS M2的D極與PMOS M5的G極相連，NMOS M2的S極與PMOS M1的S極相連后接入第二NMOS的D極，第二NMOS的G極接有偏置電流，第二NMOS的S極接地，PMOS M2的G極接斜坡參考信號(hào)Vramp；
PMOS M5的D極同時(shí)接第三NMOS的D極、補(bǔ)償電容（15）并提供外部輸出VCOMP，補(bǔ)償電容（15）的另一端與NPMOS M2的G極相連，第三NMOS的G極接有偏置電流，第三NMOS的S極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于CMOS圖像傳感器的列級(jí)ADC，其特征在于，負(fù)載均衡器（17）包括PMOS M6、第一PMOS、PMOS M7和第四NMOS；
PMOS M6的S極接入VDD，NMOS M6的G極接ADC-Lowpower，PMOS M6的D極與第一PMOS的S極相連接，第一PMOS的D極與G極相連后與PMOS M7的S極相連接，PMOS M7的G極與NMOS M5的D極相連，NMOS M7的D極與第四NMOS的D極相連，第四NMOS的G極接有偏置電流，第四NMOS的S極接地。
4.一種用于CMOS圖像傳感器的列級(jí)ADC的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的列級(jí)ADC提高其轉(zhuǎn)換線性度，具體操作為：
1）輸入的斜坡參考信號(hào)Vramp接近光電信號(hào)Vin時(shí)，比較器第一級(jí)（12）和比較器第二級(jí)（16）均進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；
2）由于比較器第一級(jí)（12）中的MOS管的柵漏寄生電容存儲(chǔ)的電荷不能突變，比較器第一級(jí)（12）翻轉(zhuǎn)引起斜坡參考信號(hào)Vramp畸變，參考信號(hào)Vramp畸變的畸變方向與比較器第一級(jí)（12）的翻轉(zhuǎn)方向相同；
同時(shí)補(bǔ)償電容（15）中的存儲(chǔ)的電荷不能突變，比較器第二級(jí)（16）翻轉(zhuǎn)也引起斜坡參考信號(hào)Vramp畸變，參考信號(hào)Vramp畸變的方向與比較器第二級(jí)（16）的翻轉(zhuǎn)方向相同；
上述兩個(gè)的畸變方向相反，從而減小斜坡參考信號(hào)Vramp畸變，提升轉(zhuǎn)換精度。
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