[发明专利]固态摄像元件和摄像装置

说明书

本发明的目的是在设置有将参考信号与像素信号进行比较的比较器的固态摄像元件中，提高图像数据的图像质量。分压电路提供所输入的输入电压和预定的参考电压的分压。输入侧差分晶体管输出与输入到栅极的所述分压和预定的源极电压之间的栅极‑源极间电压对应的漏极电流。输出侧差分晶体管输出与所述漏极电流对应的电压，作为所述输入电压和所述参考电压之间的比较结果。在所述输入电压为预定范围之外的值的情况下，控制晶体管降低所述栅极‑源极间电压。

技术领域

本技术涉及固态摄像元件和摄像装置。更具体地，本技术涉及设置有单斜型(single-slope)ADC的固态摄像元件和摄像装置。

背景技术

传统地，利用比较器和计数器将模拟信号转换为数字信号的单斜型ADC(analogto digital converter：模数转换器)由于具有简单的构造而被使用于固态摄像元件等中。例如，已经提出了这样的一种ADC：在该ADC中，在比较器内布置有差分放大电路和分压电路，该差分放大电路包括一对差分晶体管，并且该分压电路用于将参考信号和像素信号的分压提供给这一对差分晶体管中的一者(例如，参见专利文献1)。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开第2018-148541号

发明内容

本发明要解决的问题

在上述传统技术中，通过添加分压电路，使得操作所需的电源电压降低，从而谋求电力消耗的降低。然而，如果像素信号的复位电平和信号电平之间的差非常大，那么差分晶体管的栅极-源极间电压增大，并且由于这种增大，导致了差分晶体管的寄生电容可能会增大。因此，存在这样的问题：由于寄生电容的这种增大，导致了在参考信号和像素信号之间的比较结果的反转时序中产生误差，并且由于该误差，导致了图像数据的图像质量劣化。

本技术就是鉴于上述情况而做出的，并且本技术的目的是：在设置有将参考信号与像素信号进行比较的比较器的固态摄像元件中，提高图像数据的图像质量。

解决问题的技术方案

本技术是为了解决上述问题而提出的，并且本技术的第一方面是如下的一种固态摄像元件，其包括：分压电路，其提供所输入的输入电压和预定的参考电压的分压；输入侧差分晶体管，其输出与输入到栅极的所述分压和预定的源极电压之间的栅极-源极间电压对应的漏极电流；输出侧差分晶体管，其输出与所述漏极电流对应的电压，作为所述输入电压和所述参考电压之间的比较结果；和控制晶体管，在所述输入电压为预定范围之外的值的情况下，所述控制晶体管降低所述栅极-源极间电压。这个方案带来了能够降低差分晶体管的栅极-源极间电压的效果。

另外，在第一方面中，所述固态摄像元件还可以包括：尾电流源，其共同连接到所述输入侧差分晶体管的源极和所述输出侧差分晶体管的源极；输入侧电流镜晶体管，它的漏极和栅极连接到所述输入侧差分晶体管的漏极；和输出侧电流镜晶体管，它的漏极连接到所述输出侧差分晶体管的漏极，并且它的栅极连接到所述输入侧电流镜晶体管的栅极。所述控制晶体管的栅极可以连接到所述分压电路的输出节点，并且所述控制晶体管的源极可以连接到所述输入侧差分晶体管和所述输入侧电流镜晶体管的连接点。这个方案带来了在布置有呈二极管连接的晶体管的比较器中能够降低差分晶体管的栅极-源极间电压的效果。

另外，在第一方面中，所述固态摄像元件还可以包括：尾电流源，其共同连接到所述输入侧差分晶体管的源极和所述输出侧差分晶体管的源极；输入侧电阻器，它的一端连接到所述输入侧差分晶体管的漏极；和输出侧电阻器，它的一端连接到所述输出侧差分晶体管的漏极。所述控制晶体管的栅极可以连接到所述分压电路的输出节点，所述控制晶体管的源极可以连接到所述输入侧差分晶体管和所述输入侧电阻器的连接点。这个方案带来了在仅具有N型或P型晶体管的比较器中能够降低差分晶体管的栅极-源极间电压的效果。