比较器、AD转换器、固态成像装置、电子装置、比较器控制方法、数据写入电路、数据读取电路以及数据传送电路制造方法及图纸

本公开涉及能够改善比较器的确定速度并且降低功率消耗的比较器、AD转换器、固态图像拾取装置、电子装置、控制所述比较器的方法、数据写入电路、数据读取电路以及数据传送电路。所述比较器包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比所述第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于所述差分输入电路的所述输出信号来当指示所述输入信号与所述参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；以及电压转换电路，其被配置为将所述差分输入电路的所述输出信号转换为对应于所述第二供电电压的信号。例如，本公开可应用于固态图像拾取装置的比较器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】比较器、AD转换器、固态成像装置、电子装置、比较器控制方法、数据写入电路、数据读取电路以及数据传送电路
本公开涉及比较器、AD转换器、固态图像拾取装置、电子装置、控制比较器的方法、数据写入电路、数据读取电路以及数据传送电路，并且明确地说，涉及能够改善比较器的确定速度并且降低功率消耗的比较器、AD转换器、固态图像拾取装置、电子装置、控制比较器的方法、数据写入电路、数据读取电路以及数据传送电路。
技术介绍
在有限面积中(例如，在像素中)执行AD转换的情况下，在用于固态图像拾取装置的信号读取系统中，具有最有利的面积效率的系统是包括比较器和位于比较器的后续级处的数字电路的积分型(斜率型)AD转换系统。非专利文献1已经提出一种使用积分型AD转换系统在有限面积中实现AD转换的技术。举例来说，非专利文献1的系统具有多次将斜率信号输入到比较器中的电路配置，其中在后续级处具有一个为数字电路的DRAM电路。举例来说，针对8位AD转换将相同斜率信号八次重复输入到比较器中。接着，八次重复在比较器的输出被反转的时间点处将代码0或1存储到DRAM电路中的操作，使得在整个表面上的比较被完成的时间点处将存储内容读取到外部。引文列表非专利文献非专利文献1：D.Yang、B.Fowler和A.ElGamal，“ANyquistratepixellevelADCforCMOSimagesensors”，Proc.IEEE1998CustomIntegratedCircuitsConf.，圣克拉拉，加利福尼亚，1998年5月，第237至240页。
技术实现思路
本专利技术待解决的问题在AD转换器布置于像素中的情况下，容纳电路的面积是有限的，并且因此，难以产生充分满足要求的比较器，这不同于相对存在面积灵活性的情况，例如，列并行地包括针对每条像素线布置的AD转换器。举例来说，在增强性能的情况下，比较的确定速度可能减慢或者功率消耗可能增大。本公开是在考虑到所述情形的情况下做出的，并且旨在改善比较器的确定速度并且另外降低功率消耗。问题解决方案根据本公开的第一方面的比较器包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；以及电压转换电路，其被配置为将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号。根据本公开的第一方面，差分输入电路使用第一供电电压进行操作，并且当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号。正反馈电路使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，并且基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度。电压转换电路将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号。根据本公开的第二方面的AD转换器包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；电压转换电路，其被配置为将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号；以及数据存储单元，其被配置为当比较结果信号被反转时存储时间代码。根据本公开的第二方面，差分输入电路被配置为使用第一供电电压进行操作，并且当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号。正反馈电路使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度。电压转换电路被配置为将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号。数据存储单元在比较结果信号被反转时存储时间代码。根据本公开的第三方面的固态图像拾取装置包括：AD转换器，其包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；电压转换电路，其被配置为将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号；以及数据存储单元，其被配置为当比较结果信号被反转时存储时间代码；以及像素电路，其被配置为将电荷信号输出到差分输入电路作为输入信号，所述电荷信号是通过接收入射在像素上的光并对其进行光电转换来生成的。根据本公开的第四方面的电子装置包括：固态图像拾取装置，其包括：AD转换器，其包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；电压转换电路，其被配置为将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号；以及数据存储单元，其被配置为当比较结果信号被反转时存储时间代码；以及像素电路，其被配置为将电荷信号输出到差分输入电路作为输入信号，所述电荷信号是通过接收入射在像素上的光并对其进行光电转换来生成的。根据本公开的第三和第四方面，差分输入电路使用第一供电电压进行操作，并且当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号。正反馈电路使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作，并且基于来自差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度。电压转换电路将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号。数据存储单元在比较结果信号被反转时存储时间代码。像素电路将电荷信号输出到差分输入电路作为输入信号，所述电荷信号是通过接收入射在像素上的光并对其进行光电转换来生成的。根据本公开的第五方面的控制比较器的方法包括：当输入信号在电压上高于参考信号时差分输入电路输出信号；电压转换电路将差分输入电路的输出信号转换为对应于第二供电电压的信号；以及正反馈电路基于差分输入电路的输出信号来当指示输入信号与参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度，所述输出信号是由电压转换电路转换的，其中所述比较器包括被配置为使用第一供电电压进行操作的差分输入电路、被配置为使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作的正反馈电路以及电压转换电路。在包括被配置为使用第一供电电压进行操作的差分输入电路、被配置为使用比第一供电电压低的第二供电电压进行操作的正反馈电路和电压转换电路的比较器中，根据本公开的第一至第三方面，差分输入电路在输入信号在电压上高于参考信号时输出信号。电压转换电路将差分输入电路的输出信号转换为对应于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比较器，其包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比所述第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自所述差分输入电路的所述输出信号来在指示所述输入信号与所述参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；以及电压转换电路，其被配置为将所述差分输入电路的所述输出信号转换为对应于所述第二供电电压的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.23 JP 2015-0325761.一种比较器，其包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比所述第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自所述差分输入电路的所述输出信号来在指示所述输入信号与所述参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；以及电压转换电路，其被配置为将所述差分输入电路的所述输出信号转换为对应于所述第二供电电压的信号。2.根据权利要求1所述的比较器，其中所述电压转换电路包括晶体管。3.根据权利要求1所述的比较器，其中所述电压转换电路包括多个二极管。4.根据权利要求1所述的比较器，其中所述正反馈电路接收与所述差分输入电路的所述输出信号不同的控制信号的输入，并且基于所述控制信号来反转所述比较结果信号而不管所述差分输入电路的所述输出信号。5.根据权利要求4所述的比较器，其中所述正反馈电路包括被配置为接收所述差分输入电路的所述输出信号和所述控制信号的NOR电路。6.一种AD转换器，其包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比所述第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自所述差分输入电路的所述输出信号来在指示所述输入信号与所述参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；电压转换电路，其被配置为将所述差分输入电路的所述输出信号转换为对应于所述第二供电电压的信号；以及数据存储单元，其被配置为当所述比较结果信号被反转时存储时间代码。7.一种固态图像拾取装置，其包括：AD转换器，其包括：差分输入电路，其被配置为使用第一供电电压进行操作，所述差分输入电路被配置为当输入信号在电压上高于参考信号时输出信号；正反馈电路，其被配置为使用比所述第一供电电压低的第二供电电压进行操作，所述正反馈电路被配置为基于来自所述差分输入电路的所述输出信号来在指示所述输入信号与所述参考信号之间在电压上的比较结果的比较结果信号被反转时加快转变速度；电压转换电路，其被配置为将所述差分输入电路的所述输出信号转换为对应于所述第二供电电压的信号；以及数据存储单元，其被配置为当所述比较结果信号被反转时存储时间代码；以及像素电路，其被配置为将电荷信号输出到所述差分输入电路作为所述输入信号，所述电荷信号是通过接收入射于像素上的光并对其进行光电转换来生成的。8.根据权利要求7所述的固态图像拾取装置，其进一步包括：时间代码传送单元，其包括移位寄存器，所述移位寄存器被配置为在电压上比较所述输入信号和所述参考信号的比较周期期间将所述时间代码供应到所述数据存储单元，所述移位寄存器被配置为在完成所述比较周期之后读取存储在所述数据存储单元中的包括当所述比较结果信号被反转时的所述时间代码的反转时间数据。9.根据权利要求8所述的固态图像拾取装置，其中所述移位寄存器包括多个D-F/F，其被配置为当待输入的时钟信号为预定值时进入高阻抗状态。10.根据权利要求9所述的固态图像拾取装置，其中所述D-F/F由多个所述像素共享。11.根据权利要求9所述的固态图像拾取装置，其中所述时间代码传送单元进一步包括中继器电路，其被配置为将待输入的所述时钟信号传输到所述移位寄存器中。12.根据权利要求11所述的固态图像拾取装置，其中所述中继器电路传输所述时钟信号的方向与传送所述移位寄存器的所述时间代码的方向相反。13.根据权利要求11所述的固态图像拾取装置，其中提供多个所述时间代码传送单元，并且待供应到彼此邻近的所述时间代码传送单元的所述时钟信号具有相反相位。14.根据权利要求13所述的固态图像拾取装置，其进一步包括：多路复用电路，其被配置为对来自彼此邻近的所述时间代码传送单元的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池秀和，田浦忠行，榊原雅树，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP