[发明专利]CMOS图像传感器

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，特别是涉及一种CMOS图像传感器。

背景技术

现有CMOS图像传感器包括CMOS数模电路和像素单元电路阵列构成，根据一个所述像素单元电路所包括的晶体管的数目，现有CMOS图像传感器分为3T型结构和4T型结构、还可以有5T型结构。

如图1所示，为一种现有3T型结构的CMOS图像传感器的像素单元电路的等效电路结构图，包括：

一个光电二极管10(Photo Diode，PD)，用于在曝光时进行光电转换，将接收到的光信号转换成电信号，所述光电二极管10包括P型区和N型区，所述P型区接地。

一个复位晶体管M1，用于在曝光前对所述光电二极管10进行复位，复位由复位信号Reset信号进行控制。在图1中，所述复位晶体管M1选用一个NMOS管，所述复位晶体管M1的源极和所述光电二极管10的N型区相连，所述复位晶体管M1的源极同时也为一感应节点N1又称为浮空扩散区(Floating Diffusion，FD)；所述复位晶体管M1的漏极接电源Vdd，所述电源Vdd为一正电源。当所述复位信号Reset为高电平时，所述复位晶体管M1导通并将所述光电二极管10的N型区连接到电源Vdd，在所述电源Vdd的作用下，使所述光电二极管10反偏并会清除所述光电二极管10的全部累积的电荷，实现复位。所述复位晶体管M1也可以由多个NMOS管串联形成、或由多个NMOS管并联形成，也可以用PMOS管代替所述NMOS管。

一个放大晶体管M2，也为一源极跟随器，用于将所述光电二极管10产生的电信号进行放大。在图1中，所述放大晶体管M2选用一NMOS管，所述放大晶体管M2的栅极接所述光电二极管10的N型区，所述放大晶体管M2的漏极接所述电源Vdd，所述放大晶体管M2的源极为放大信号的输出端。所述放大晶体管M2也可以由多个NMOS管串联形成、或由多个NMOS管并联形成。

一个行选择晶体管M3，用于将所述放大晶体管M2的源极输出的放大信号输出。在图1中，所述行选择晶体管M3选用一NMOS管，所述行选择晶体管M3的栅极接行选择信号Rs，所述行选择晶体管M3的源极接所述放大晶体管M2的源极，所述行选择晶体管M3的漏极为输出端。

如图2所示，为一种现有4T型结构的CMOS图像传感器的像素单元电路的等效电路结构图。相比于3T型结构，现有4T型结构的CMOS图像传感器的像素单元电路结构图增加了一个转移晶体管M4，所述转移晶体管M4用于将所述光电二极管10产生的电信号输入到所述感应节点N1。在图2中，所述转移晶体管M4选用一NMOS管，所述转移晶体管M4的栅极接转移信号TX，所述转移晶体管M4的源极接所述光电二极管10的N型区，所述转移晶体管M4的漏极接所述复位晶体管M1的源极即所述感应节点N1。

目前每种CMOS图像传感器大多采用同一种相同的像素结构，但是，当应用于特殊的领域中时，例如无人区监控或可能对红外部分的信息更加感兴趣的监控等，往往需要考虑功耗的问题，同时因为硅材料对于红外光的感知能力较弱，无法做到及时反映红外光信息。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器，用于提供一种适用于监控领域，并且对红外光感知能力较强、功耗较低的CMOS传感器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种CMOS图像传感器，至少包括：感光阵列，包括多个由一红外光像素单元及至少一可见光像素单元组成的感光模块，各该感光模块中的红外光像素单元藉由一第一总线连接，所述红外光像素单元用于在接收到第一扫描信号时将红外光信号转换成电信号输出，各该感光模块中的可见光像素单元藉由一第二总线连接，可见光像素单元用于在接收到第二扫描信号时将可见光信号转换成电信号输出；比较模块，连接所述第一总线，用于在检测到任一感光模块中的红外光像素单元所输出的电信号大于一预设阀值时，输出控制信号；扫描模块，连接所述第一总线、第二总线及比较模块，所述扫描模块通过第一总线向所述各该感光模块中的红外光像素单元发送第一扫描信号使其将红外光信号转换成电信号输出，并在接收到所述比较模块输入的控制信号时，通过第二总线输出第二扫描信号给所述感光模块中的各该可见光像素单元使其选通，以将可见光信号转换成电信号输出。

在本发明的CMOS图像传感器中，所述第二总线的输出端连接一积分电路，用于将所述可见光像素单元输入的电信号放大并输出。