成像器件和包括其的电子装置制造方法及图纸

提供了成像器件和电子装置。该成像器件包括：像素，配置为输出像素信号；基准信号生成电路，配置为输出基准信号；比较器，包括：第一晶体管，该第一晶体管的栅极配置为接收该像素信号；第二晶体管，该第二晶体管的栅极配置为接收该基准信号；第三晶体管，该第三晶体管的源极或漏极之一耦接到第一固定电势，并且该第三晶体管的源极或漏极的另一个耦接到该第一晶体管的源极或漏极之一以及该第二晶体管的源极或漏极之一；电容器，耦接到该第一晶体管的源极或漏极的另一个以及该第二晶体管的源极或漏极的另一个；第四晶体管，该第四晶体管的源极或漏极之一耦接到第二固定电势，并且该第四晶体管的源极或漏极的另一个耦接到该电容器；和第五晶体管。

Imaging device and electronic device including the same

An imaging device and an electronic device are provided. The imaging device includes a pixel, configured for outputting a pixel signal; a reference signal generating circuit configured to output reference signal; comparator includes a first transistor, the gate of the first transistor configured to receive the pixel signal; second transistor, the second transistor gate configured to receive the reference signal; third transistor, the third transistor the source or drain of coupled to a first fixed potential, and the source electrode of the third transistor leakage or another pole of the first transistor is coupled to the source or drain of the second transistor and the source or drain of the capacitor; coupled to the source electrode of the first transistor or another drain of the second transistor and the source or drain of another; a fourth transistor, the fourth transistor source or drain coupled to one of the second. A fixed potential, and another source or drain of the fourth transistor is coupled to the capacitor; and the fifth transistor.

【技术实现步骤摘要】
成像器件和包括其的电子装置本专利申请是下列专利技术专利申请的分案申请：申请号：201310054010.9申请日：2013年2月20日专利技术名称：比较器、转换器、固态成像器件、相机系统和电子装置
本公开涉及比较器、单斜率模拟数字(下文中称为AD)转换器、由CMOS图像传感器代表的固态成像器件、相机系统和电子装置。
技术介绍
近年来，由于以下原因，已经关注CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器作为替代CCD(电荷耦合器件)的固态成像器件(图像传感器)。对于CCD，需要采用专用工艺以制造CCD像素，使用多个电源电压以操作CCD像素，并且结合多个外围IC(集成电路)操作CCD像素。另一方面，CMOS图像传感器解决了各种问题，诸如CCD的高复杂系统。为此，CMOS图像传感器已经受到关注。在制造CMOS图像传感器时，可能使用与普通CMOS集成电路的制造工艺相同的制造工艺。此外，可能用单个电源驱动CMOS图像传感器。而且，可能在同一芯片上使用CMOS工艺将模拟电路和逻辑电路混合在一起。因此，CMOS图像传感器带来许多极大的优点，诸如外围IC数目的减少。在CCD的输出电路中，使用具有FD层的FD(浮置扩散)放大器的单信道(ch)输出处于主流。另一方面，CMOS图像传感器具有用于每个像素的FD放大器。作为CMOS图像传感器的输出，列并行输出处于主流，其中CMOS图像传感器选择像素阵列的各行之一，并且同时读取列方向的各行之一。这是因为由于难以用像素中安排的FD放大器获得足够的驱动性能并且因此需要减少数据速率的事实，所以并行处理是有利的。作为列并行输出CMOS图像传感器的单个输出电路，已经提出各种类型。作为读取CMOS图像传感器中像素信号的方法，已知一种方法，其中用作由诸如光电二极管的光电转换器件生成的光信号的信号电荷，经由在光电转换器件附近安排的MOS(金属氧化物半导体)开关，通过电容临时采样，然后读取。在采样电路中，在采样电容值中通常导致具有反向相关的噪声。在将信号电荷转移到采样电容器时，像素使用电势斜率来完全转移信号电荷。因此，在采样过程中不导致噪声，而是当之前电容的电压电位重置到特定参考值时导致噪声。作为消除噪声的一般方法，已知CDS(相关双采样)。在该方法中，处于紧接在其采样之前状态的信号电荷(重置电位)读取和存储一次，然后读取并且从重置电位减去采样之后的信号电位，以便消除噪声。CDS的具体方法包括各种技术。此外，作为列并行输出CMOS图像传感器的像素信号读取(输出)电路，已经提出各种类型。在它们中，最先进的类型是这样的电路，其包括用于每列的AD转换器(下文中称为ADC)，并且提取作为数字信号的像素信号。例如，在“AnIntegrated800×600CMOSImagesystem”(ISSCCDigestofTechnicalPapers，第304-305页，1999年2月，W.Yang等人)、日本专利申请公开No.2005-278135、日本专利申请公开No.2005-295346以及日本专利申请公开No.63-209374中公开了具有这种列并行ADC的CMOS图像传感器。
技术实现思路
如上所述，单斜率AD转换器使得比较器比较来自DAC(或斜坡发生器)的斜波与AD转换器的输入信号，并且控制随后的计数器，从而执行AD转换。在多个单斜率AD转换器构造为由CMOS图像传感器的列并行单斜率AD转换器表现的情况下，上面的斜波由多个AD转换器共有。因此，如果响应于AD转换器之一的操作，斜波受比较器的影响而波动，则其他AD转换器遭受该影响，并且导致其他AD转换器在它们的AD转换结构中具有误差。在CMOS图像传感器中，例如，如果亮区域(或暗区域)存在，那么明亮(或黑暗)在列方向扩散，其导致图像质量的劣化。注意到，在以下描述中，这样的现象称为条纹现象。对于条纹现象的原因之一是在比较器电路的输出的反转处消耗电流的时间波动。电源具有有限阻抗。因此，当比较器的消耗电流在比较器反转处波动时，电源电压波动。因此，其他比较器的反转时间受影响，其导致条纹现象的原因。已经鉴于上面的情况做出本公开，并且因此希望提供一种比较器、AD转换器、固态成像器件、相机系统和电子装置，其能够减少在比较器的电源中导致的噪声(误差)，实现系统精度的改进，并且减少AD转换器中的误差和图像质量的劣化。根据本公开的第一实施例，提供一种比较器，包括第一放大器、第二放大器和电位保持部分。第一放大器包括差分对晶体管，并且配置从第一输出节点输出对应于比较结果的电位的信号。所述差分对晶体管用作比较部分，其配置为比较基准电压和输入信号的电势。第二放大器配置为增益从所述第一放大器的所述第一输出节点输出的信号，并且从第二输出节点输出信号。电位保持部分配置为将所述第二输出节点的电位保持在预定电位。所述第二放大器包括用于放大的晶体管和用于电流源的晶体管。用于放大的晶体管连接在所述第二输出节点和电源或基准电势源之间。用于电流源的晶体管连接在所述第二输出节点和基准电势源或电源之间。所述电位保持部分保持所述第二放大器的所述第二输出节点的电位，使得所述第二放大器的用于电流源的晶体管不落入不满足饱和操作条件的电位。根据本公开的第二实施例，提供一种模拟到数字转换器，包括比较器和计数器。比较器配置为比较基准电压与输入信号用于确定，所述基准电压的信号电位随着斜率改变，并且输出确定的信号。计数器配置为计数所述比较器的比较时间以获得数字信号。所述比较器包括第一放大器、第二放大器和电位保持部分。第一放大器包括差分对晶体管，并且配置为从第一输出节点输出对应于比较结果的电位的信号。所述差分对晶体管用作比较部分，其配置为比较基准电压和输入信号的电势。第二放大器配置为增益从所述第一放大器的所述第一输出节点输出的信号，并且从第二输出节点输出信号。电位保持部分配置为将所述第二输出节点的电位保持在预定电位。所述第二放大器包括用于放大的晶体管和用于电流源的晶体管。用于放大的晶体管连接在所述第二输出节点和电源或基准电势源之间。用于电流源的晶体管连接在所述第二输出节点和基准电势源或电源之间。所述电位保持部分保持所述第二放大器的所述第二输出节点的电位，使得所述第二放大器的用于电流源的晶体管不落入不满足饱和操作条件的电位。根据本公开的第三实施例，提供一种固态成像器件，包括像素阵列部分和像素信号读取部分。像素阵列部分具有以矩阵形式排列的多个像素。所述像素配置为执行光电转换。像素信号读取部分配置为从所述像素阵列部分以多个像素为单位读取像素信号。所述像素信号读取部分包括模拟到数字转换器，配置为将模拟读取信号转换为数字信号。所述模拟到数字转换器包括比较器和计数器。所述比较器配置为比较基准电压与输入信号用于确定，所述基准电压的信号电位随着斜率改变，并且输出确定的信号。计数器配置为计数所述比较器的比较时间以获得数字信号。所述比较器包括第一放大器、第二放大器和电位保持部分。第一放大器包括差分对晶体管，并且配置为从第一输出节点输出对应于比较结果的电位的信号。所述差分对晶体管用作比较部分，其配置为比较基准电压和输入信号的电势。第二放大器配置为增益从所述第一放大器的所述第一输出节点输出的信号，并且从第二输出节点输出信号。电位保持部分配置为将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像器件，包括：像素，配置为输出像素信号；基准信号生成电路，配置为输出基准信号；比较器，包括：第一晶体管，该第一晶体管的栅极配置为接收该像素信号；第二晶体管，该第二晶体管的栅极配置为接收该基准信号；第三晶体管，该第三晶体管的源极或漏极之一耦接到第一固定电势，并且该第三晶体管的源极或漏极的另一个耦接到该第一晶体管的源极或漏极之一以及该第二晶体管的源极或漏极之一；电容器，耦接到该第一晶体管的源极或漏极的另一个以及该第二晶体管的源极或漏极的另一个；第四晶体管，该第四晶体管的源极或漏极之一耦接到第二固定电势，并且该第四晶体管的源极或漏极的另一个耦接到该电容器；和第五晶体管，该第五晶体管的栅极耦接到该第四晶体管的源极或漏极之一，该第五晶体管的源极或漏极之一耦接到该第二固定电势，并且该第五晶体管的源极或漏极的另一个耦接到该第四晶体管的栅极。

【技术特征摘要】
2012.02.20 JP JP2012-0343941.一种成像器件，包括：像素，配置为输出像素信号；基准信号生成电路，配置为输出基准信号；比较器，包括：第一晶体管，该第一晶体管的栅极配置为接收该像素信号；第二晶体管，该第二晶体管的栅极配置为接收该基准信号；第三晶体管，该第三晶体管的源极或漏极之一耦接到第一固定电势，并且该第三晶体管的源极或漏极的另一个耦接到该第一晶体管的源极或漏极之一以及该第二晶体管的源极或漏极之一；电容器，耦接到该第一晶体管的源极或漏极的另一个以及该第二晶体管的源极或漏极的另一个；第四晶体管，该第四晶体管的源极或漏极之一耦接到第二固定电势，并且该第四晶体管的源...

【专利技术属性】
技术研发人员：植野洋介，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP