[发明专利]CMOS图像传感器全局曝光像素单元

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器全局曝光像素单元，包括依次连接的光电二极管(1)、信号读出电路(2)、信号放大电路(3)、信号采样保持电路(4)和信号输出电路(5)，其中：

所述光电二极管(1)，用于采集入射光线的原始信息，将采集的目标图像光信号转换成电信号；

所述信号读出电路(2)，用于读出光电转换完成后所述光电二极管(1)中的电信号，并将其保存在节点FD，所述节点FD的信号被所述信号放大电路(3)放大；

所述信号放大电路(3)，含有一个运算放大器，用于对所述节点FD所存储的信号进行放大，放大后的信号输出给所述信号采样保持电路(4)；

所述信号采样保持电路(4)，用于对所述信号放大电路(3)的输出信号进行采样保持；

所述信号输出电路(5)，用于采样所述信号采样保持电路(4)中采样保持的信号，并输出。

2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述光电二极管(1)的正极接地，输出端连接于所述信号读出电路(2)的输入端，采用普通光电二极管或掩埋层光电二极管。

3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述信号读出电路(2)含有一个传输管及一个复位管，当所述传输管与所述复位管同时导通时所述光电二极管(1)被复位；当所述传输管关断，所述复位管导通时，所述节点FD被复位；当所述传输管导通，所述复位管关断时，所述光电二极管(1)中存储的信号电荷经所述传输管传送到所述节点FD。

4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述复位管为N型MOS管或P型MOS管。

5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，对于所述信号放大电路(3)含有的运算放大器，当需要放大所述节点FD的信号时，该运算放大器工作在放大模式；当不需放大所述节点FD的信号时，该运算放大器工作在休眠模式。

6.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述信号采样保持电路(4)含有第一开关管、第二开关管、第一采样保持电容及第二采样保持电容，其中：

第一采样保持电容，用于采样保持目标图像光信号转换成的电信号；

第二采样保持电容，用于采样保持节点FD的复位信号，以在后续信号处理电路中实现相关双采样来降低节点FD的复位噪声。

7.根据权利要求6所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述第一采样保持电容和所述第二采样保持电容均采用MOS电容、MIM电容或PIP电容。

8.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述信号输出电路(5)含有一个源随管及一个行选通管，其输出端接后续的信号处理电路，且该源随管、行选通管及位于该全局曝光像素单元外的电流源构成源极跟随读出电路。

9.根据权利要求8所述的CMOS图像传感器全局曝光像素单元，其特征在于，所述行选通管在行选控制信号的控制下将采样所述信号采样保持电路(4)中第一采样保持电容及第二采样保持电容上保持的信号，并输出给后续信号处理电路。