像素阵列、图像传感器系统及用于提供像素阵列的转换增益的方法技术方案

本申请案涉及一种像素阵列、图像传感器系统及用于提供像素阵列的转换增益的方法。本发明专利技术涉及用于使像素阵列提供转换增益级的技术及机制。在一实施例中，所述像素阵列包含将在不同时间针对不同操作模式选择性地配置的转换增益控制电路，每一模式用于实施相应转换增益。所述转换增益控制电路选择性地提供所述像素单元到供应电压的切换式耦合及/或所述像素单元与供应电压的切换式解耦。在另一实施例中，所述转换增益控制电路选择性地提供所述像素单元到取样与保持电路的切换式耦合及/或所述像素单元和取样与保持电路的切换式解耦。

【技术实现步骤摘要】
像素阵列、图像传感器系统及用于提供像素阵列的转换增益的方法
本专利技术大体来说涉及图像传感器，且特定来说(但非排他性地)涉及互补金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器。
技术介绍
像素单元的转换增益是指所述像素单元的浮动扩散(FD)节点处的电压改变与针对所述电压改变传送到FD节点的电荷量的比率。高转换增益对于在低照明条件下操作的CMOS图像传感器来说为有利的，因为增益是在信号序列的早期阶段处施加的，借此产生相当低的读取噪声。然而，当光子散粒噪声为主要噪声源时，高转换增益在相当高的照明条件下通常导致较低噪声较低信噪比(SNR)。双重转换增益(DCG)图像传感器具有高光环境下的高全阱容量(因此较高信噪比)及低光环境下的较低读取噪声的优点。当前，通过给像素单元添加彼此串联耦合于接地电压与像素单元的FD节点之间的电容器及控制晶体管来实施所述像素单元的DCG。可基于曝光控制信号而接通或关断控制晶体管以将电容器连接到FD节点或将其切断连接，从而实现双重转换增益。然而，所述电容器及控制晶体管两者均占用硅空间，从而导致像素单元的光电二极管的减小的填充因数。对于小像素大小的图像传感器来说，此可能成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素阵列，其包括：像素单元，其包含源极跟随器晶体管及行选择晶体管；第一迹线，其耦合到所述源极跟随器晶体管；第二迹线，其用以从所述行选择晶体管接收所述像素单元的输出；开关电路，其包含：第一晶体管，其耦合到供应电压及所述源极跟随器晶体管，其中所述第一晶体管经由所述第一迹线的第一部分耦合到所述源极跟随器晶体管；第二晶体管，其耦合到取样与保持电路及所述源极跟随晶体管，其中所述第二晶体管经由所述第一迹线的第二部分耦合到所述源极跟随器晶体管；第三晶体管，其耦合到所述供应电压及所述行选择晶体管，其中所述第三晶体管经由所述第二迹线的第一部分耦合到所述行选择晶体管；及第四晶体管，其耦合到所述取样与保持电路及...

【技术特征摘要】
2013.02.21 US 13/773,4371.一种像素阵列，其包括：像素单元，其包含源极跟随器晶体管及行选择晶体管；第一迹线，其耦合到所述源极跟随器晶体管；第二迹线，其用以从所述行选择晶体管接收所述像素单元的输出；开关电路，其包含：第一晶体管，其耦合到供应电压及所述源极跟随器晶体管，其中所述第一晶体管经由所述第一迹线的第一部分耦合到所述源极跟随器晶体管；第二晶体管，其耦合到取样与保持电路及所述源极跟随晶体管，其中所述第二晶体管经由所述第一迹线的第二部分耦合到所述源极跟随器晶体管；第三晶体管，其耦合到所述供应电压及所述行选择晶体管，其中所述第三晶体管经由所述第二迹线的第一部分耦合到所述行选择晶体管；及第四晶体管，其耦合到所述取样与保持电路及所述行选择晶体管，其中所述第四晶体管经由所述第二迹线的第二部分耦合到所述行选择晶体管；所述开关电路用以基于控制信号而在第一操作模式与第二操作模式之间转变，所述第一操作模式包含所述第一晶体管及所述第四晶体管各自处于相应作用状态中且所述第二晶体管及所述第三晶体管各自处于相应非作用状态中，所述第二操作模式包含所述第一晶体管及所述第四晶体管各自处于相应非作用状态中且所述第二晶体管及所述第三晶体管各自处于相应作用状态中。2.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述源极跟随器晶体管包括栅极及第一端子，其中所述像素单元进一步包括耦合到所述像素单元的浮动扩散区及所述源极跟随器晶体管的所述栅极的第三迹线，且其中所述第一迹线包括主干部分及从所述第一部分延伸的第一分支部分，其中所述第一分支部分与所述第三迹线的一部分平行且接近地延伸，其中所述第一分支部分用于电连接到所述像素单元的元件的任何连接点是用于电连接到所述第一端子的。3.根据权利要求2所述的像素阵列，所述第一分支部分包括：第一区段，其沿着第一方向线与所述第三迹线的第一侧平行且接近地延伸；及第二区段，其沿着第二方向线与所述第三迹线的第二侧平行且接近地延伸。4.根据权利要求2所述的像素阵列，所述第一迹线进一步包括：第二分支部分，其从所述主干部分延伸，其中所述第二分支部分与所述第三迹线的一部分平行且接近地延伸，其中所述第二分支部分用于电连接到所述像素单元的元件的任何连接点是用于电连接到所述第一端子的。5.根据权利要求2所述的像素阵列，其中所述第三迹线及所述第一迹线两者均在第一金属层中。6.一种图像传感器系统，其包括：像素阵列，其包含：像素单元，其包括：源极跟随器晶体管及行选择晶体管；第一迹线，其耦合到所述源极跟随器晶体管；第二迹线，其用以从所述行选择晶体管接收所述像素单元的输出；开关电路，其包含：第一晶体管，其耦合到供应电压及所述源极跟随器晶体管，其中所述第一晶体管经由所述第一迹线的第一部分耦合到所述源极跟随器晶体管；第二晶体管，其耦合到取样与保持电路及所述源极跟随器晶体管，其中所述第二晶体管经由所述第一迹线的第二部分耦合到所述源极跟随器晶体管；第三晶体管，其耦合到所述供应电压及所述行选择晶体管，其中所述第三晶体管经由所述第二迹线的第一部分耦合到所述行选择晶体管；及第四晶体管，其耦合到所述取样与保持电路及所述行选择晶体管，其中所述第四晶体管经由所述第二迹线的第二部分耦合到所述行选择晶体管；所述开关电路用以基于控制信号而在第一操作模式与第二操作模式之间转变，所述第一操作模式包含所述第一晶体管及所述第四晶体管各自处于相应作用状态中且所述第二晶体管及所述第三晶体管各自处于相应非作用状态中，所述第二操作模式包含所述第一晶体管及所述第四晶体管各自处于相应非作用状态中且所述第二晶体管及所述第三晶体管各自处于相应作用状态中。7.根据权利要求6所述的图像传感器系统，其进一步包括用以将所述控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛杜利，文森特·韦内齐亚，陈刚，戴森·H·戴，霍华德·罗兹，
申请(专利权)人：全视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US