[实用新型]可变转换增益的图像传感器像素

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种图像传感器像素，尤其涉及一种可变转换增益的图像传感器像素。

背景技术

图像传感器已经被广泛地应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造CMOS(互补型金属氧化物半导体)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。

在现有技术中，CMOS图像传感器一般采用线性光电响应功能的像素结构。如图1所示，是CMOS图像传感器像素，在本领域中也称为4T(四晶体管)有源像素。4T有源像素的元器件包括：光电二极管101，电荷传输晶体管102，复位晶体管103，源跟随晶体管104和行选择晶体管105，及列位线106；VTX为晶体管102的栅极端，VRX为晶体管103的栅极端，VSX为晶体管105的栅极端，FD为漂浮有源区，Vdd为电源电压。光电二极管101接收外界入射的光线，产生光电信号；开启晶体管102，将光电二极管中的光电信号转移至FD区后，由晶体管104所探测到的FD势阱内电势变化信号经106读取并保存。其中，在FD区内的光电电荷量与入射光照量成正比，FD势阱内光电电荷量的变化被晶体管104探测到并转换为电势变化，一个光电电荷转换为电势的量称为光电转换增益；光电电荷量变化时，转换增益保持不变，则晶体管104在FD处所探测到的电势信号也与光照量成正比关系。

该类图像传感器的光电响应是线性的，在本领域内被称为线性传感器。在户外环境中，线性传感器不易采集到高照明环境的实物信息，从而降低了传感器的输出图像品质。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种输出图像品质高、适合户外高照明环境的可变转换增益的图像传感器像素。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的可变转换增益的图像传感器像素，包括置于半导体基体中的第一光电二极管、电荷传输晶体管、第一复位晶体管、源跟随晶体管、选择晶体管、漂浮有源区，其特征在于，还包括置于半导体基体中的第二光电二极管、第二复位晶体管、电容、开关晶体管；

所述开关晶体管的漏极端与所述漂浮有源区相连，源极端与所述电容的一极端相连，栅极端与所述第二光电二极管相连；

所述电容的另一极端与漂浮有源区相连；

所述第二复位晶体管的源极端与所述第二光电二极管相连，漏极端与电源相连。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的可变转换增益的图像传感器像素，由于在漂浮有源区连接了第二光电二极管、第二复位晶体管、电容、开关晶体管，采用降低高照明环境时传感器像素的光电转换增益来达到延迟像素饱和时间的目的，解决现有技术不易采集户外高照明环境的实物信息，从而提升图像传感器输出的图像品质。特别适合户外高照明环境。

附图说明

图1是现有技术的CMOS图像传感器像素的电路示意图。

图2是本实用新型实施例提供的可变转换增益的图像传感器像素的电路示意图。

图3是本实用新型实施例提供的可变转换增益的图像传感器像素工作的时序控制示意图。

图4是本实用新型实施例提供的可变转换增益的图像传感器像素工作在弱光环境时的电路示意图。

图5是本实用新型实施例提供的可变转换增益的图像传感器像素工作在强光环境时的电路示意图。

图6是本实用新型实施例提供的可变转换增益的图像传感器像素工作的势阱示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的可变转换增益的图像传感器像素，其较佳的具体实施方式是：

包括置于半导体基体中的第一光电二极管、电荷传输晶体管、第一复位晶体管、源跟随晶体管、选择晶体管、漂浮有源区，还包括置于半导体基体中的第二光电二极管、第二复位晶体管、电容、开关晶体管；

所述开关晶体管的漏极端与所述漂浮有源区相连，源极端与所述电容的一极端相连，栅极端与所述第二光电二极管相连；

所述电容的另一极端与漂浮有源区相连；

所述第二复位晶体管的源极端与所述第二光电二极管相连，漏极端与电源相连。

所述第一光电二极管为N型光电二极管，所述第二光电二极管为N型光电二极管。

所述电荷传输晶体管、第一复位晶体管、第二复位晶体管、开关晶体管、源跟随晶体管和选择晶体管为N型晶体管。

所述电容是金属电容或晶体管电容。

所述第二复位晶体管的阈值电压为-0.2V～0.3V。