[发明专利]斜坡信号发生器以及使用其的CMOS图像传感器

说明书

斜坡信号发生器以及使用其的CMOS图像传感器。提供了一种斜坡信号发生器，该斜坡信号发生器用于通过调节单位电流电路的电流以调节步长来调节斜坡信号的斜率。该斜坡信号发生器可包括：单位电流电路，其包括允许基于斜坡电源电压生成的电流的流动的一条或更多条电流路径；以及斜率调节电路，其被配置为通过改变流过单位电流电路的所述一条或更多条电流路径的电流的电流路径来调节斜坡信号的斜率。

技术领域

本专利文献中所公开的技术和实现方式涉及一种模数转换装置和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)。

背景技术

通常，图像感测装置包括用于使用光电二极管(PD)来捕获图像的像素，所述PD将光转换为电流并通过传输晶体管将该电流传输到作为转换晶体管(源极跟随器晶体管)的输入节点(栅极端子)的浮置扩散节点。传输到浮置扩散节点的电流可使转换晶体管的输出端子处的电压移位，该输出电压被称为像素信号。

出于图像感测装置的质量控制的目的，进行曝光线性测试以检查模数转换码的线性，同时增加入射在像素的光电二极管上的光的量。

在将光电二极管所生成的电流传输到浮置扩散节点的处理中出现非线性。

另外，由于斜坡信号(斜坡电压)的斜率具有线性，所以在基于斜坡信号寻找像素信号的位置的处理中发生码错误。

码错误的可接受错误率通常为1％左右，但是那些非线性问题可能导致码错误范围超过可接受错误率。

在像增益误差一样，像素信号的非线性随着像素信号的幅度增加而增加的情况下，当像素信号具有高幅度时，码错误范围可超过可接受错误率。

发明内容

除了别的以外，本专利文献提供了具有斜坡信号发生器的图像感测装置的设计，与单位电流电路的步长固定的另一斜坡信号发生器不同，所述斜坡信号发生器通过调节单位电流电路的电流以调节步长来调节斜坡信号的斜率。该专利文献还提供具有斜坡信号发生器的图像感测装置的设计，所述斜坡信号发生器通过与像素信号的非线性类似非线性地调节斜坡信号的斜率来使码错误最小化。

在所公开的技术的实施方式中，一种斜坡信号发生器可包括：单位电流电路，其包括允许基于斜坡电源电压生成的电流的流动的一条或更多条电流路径；以及斜率调节电路，其被配置为通过改变流过单位电流电路的所述一条或更多条电流路径的电流的电流路径来调节斜坡信号的斜率。

斜率调节电路可包括电流反馈路径，该电流反馈路径将电流的流动从一条电流路径改变为另一条电流路径，以调节流过单位电流电路的电流。斜率调节电路可允许将在没有形成电流反馈路径的情况下当单位电流电路断开时浪费的电流通过电流反馈路径反馈到斜坡电阻器。斜率调节电路可包括：第一晶体管，其被配置为形成当单位电流电路断开时浪费电流的电流路径；以及第二晶体管，其被配置为形成当单位电流电路断开时允许电流被反馈到斜坡电阻器的电流反馈路径。第一晶体管可具有电连接到单位电流电路的源极端子以及电连接到接地电压的漏极端子。第二晶体管可具有电连接到单位电流电路的源极端子以及电连接到斜坡电阻器的漏极端子。斜率调节电路还可包括：开关，其联接到第二晶体管以接通或断开电流反馈路径。开关可包括：第三晶体管，其设置在单位电流电路和第二晶体管的源极端子之间。斜率调节电路设置在单位电流电路中。