[发明专利]具有偏移电压移除的带隙参考电路

说明书

技术领域

本发明大体来说带隙电压参考电路，且特定来说(但非排他性地)涉及在互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的读出电路中所使用的那些带隙电压参考电路。

背景技术

图像传感器是普遍存在的。其广泛用于数码静态相机、数码摄像机、蜂窝式电话、安全摄像机、医疗装置、汽车及其它应用中。

许多图像传感器具有由若干种因素限制的图像质量。一个此种因素是图像传感器的读出电路中所包含的模/数转换器的准确度。准确的模/数转换器通常需要既准确又稳定的参考电压。可实施各种电路来提供参考电压。一个此种实例为带隙参考电路。

带隙参考电路广泛地用于模拟电路中以提供稳定、电压无关且温度无关的参考电压。带隙电压参考电路依据维持具有正温度系数的内部电压源及具有负温度系数的另一内部电压源的原理而操作。通过将所述两者一起求和，可消除温度相依性。另外，可使用两个内部源中的任一者作为温度传感器。

顾名思义，由带隙参考电路产生的电压用作参考，且特定来说在需要参考电压的高稳定性(例如，如在图像传感器中通常需要的那样)的情况下利用。在典型的带隙参考电路中，使用运算放大器以便改进参考电压的准确度。然而，运算放大器本身并不是理想的，且具有偏移电压。理想地，运算放大器的输入处的电压应彼此相等，此归因于放大器的输入之间的虚拟短路。然而，在特定情况中，偏移电压Vos几乎始终存在。此外，偏移电压Vos在芯片间变化而非一固定值。因此，输出电压Vout还由于偏移电压Vos的分布而在芯片间变化，使得难以补偿此变化。

用于补偿运算放大器中存在的偏移电压的一些常规技术包含“高频(HF)斩波器技术”及“自动调零技术”。然而，此斩波器稳定及自动调零是基于图像传感器的临界行时间期间的高频切换。高频切换可将高频电路耦合到带隙参考输出中或在共用“接地路径”中产生高频电压。因此，可降低带隙电压输出的准确度，此可导致带隙参考电路无法与具有高分辨率模/数转换器的图像传感器兼容。

发明内容

本发明的一个实施例提供一种带隙参考电路，其包括：运算跨导放大器(OTA)，其具有反相输入及非反相输入；第一开关，其耦合于所述OTA的所述反相输入与输出之间以在所述第一开关闭合时提供环绕所述OTA的负反馈回路；电容器，其具有耦合到所述反相输入的第一端，及第二端；第二开关，其耦合到所述电容器的所述第二端，其中在所述第二开关闭合时，所述电容器被充电到实质上等于所述OTA的偏移电压的电压；第三开关，其耦合到所述电容器的所述第二端，其中在所述第三开关闭合时，从所述参考电路的输入回路减去跨越所述电容器的所述电压以消除所述OTA的所述偏移电压；第一双极晶体管，其具有耦合到第一电阻器与所述第三开关之间的第一节点的集电极；及第二双极晶体管，其具有耦合到第二电阻器与所述第二开关之间的第二节点的集电极，其中所述OTA的所述非反相输入耦合到所述第二节点，其中所述带隙参考电路将经耦合以接收使对成像传感器中所包含的像素阵列的每一行的读出同步的第一信号，且其中所述带隙参考电路经配置以响应于所述第一信号而在对所述像素阵列的每一行的所述读出期间刷新所述电压参考。