像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备技术

一种像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备。该像素感应电路，包括用于响应入射光产生电荷的光电转换元件、用于将所述光电转换元件产生的电荷输出的传输元件、用于对所述传输元件的输出电流进行补偿的源跟随器电路。所述源跟随器电路包括第一源跟随器晶体管、第二源跟随器晶体管和第一存储电容，所述第一源跟随器晶体管和所述第二源跟随器晶体管具有相等的阈值电压，所述第一源跟随器晶体管的栅极、所述第一源跟随器晶体管的输出端、所述第二源跟随器晶体管的栅极和所述第一存储电容的第一端都耦接至第一节点，所述第一存储电容的第二端和所述第二源跟随器晶体管的输入端耦接至电源电压线。

【技术实现步骤摘要】
像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备
本专利技术的实施例涉及像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备。
技术介绍
有源像素传感器(APS)用于将光图像转换为电信号，其广泛应用于数字照相机、具有照相机的移动电话、视觉系统等。可以将有源像素传感器划分为电荷耦合器件(CCD)型和互补金属氧化物半导体(CMOS)型。可以采用半导体制造工艺制造在硅衬底上制备CMOS型APS，因此可以将CMOS型APS容易地集成到具有放大电路和信号处理的外围系统当中。与CCD型APS相比，CMOS型APS具有更低的制造成本、更高的处理速度和更低的功率消耗。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种新型的像素感应电路及其驱动方法，以及具有该像素感应电路的图像传感器，像素感应电路可以克服源极跟随器晶体管由于自身差异所导致的输出电流不均一的问题。本专利技术的至少一个实施例提供了一种像素感应电路，包括：用于响应入射光产生电荷的光电转换元件；用于将所述光电转换元件产生的电荷输出的传输元件；用于对所述传输元件的输出电流进行补偿的源跟随器电路。所述源跟随器电路包括第一源跟随器晶体管、第二源跟随器晶体管和第一存储电容，所述第一源跟随器晶体管和所述第二源跟随器晶体管具有相等的阈值电压，所述第一源跟随器晶体管的栅极、所述第一源跟随器晶体管的输出端、所述第二源跟随器晶体管的栅极和所述第一存储电容的第一端都耦接至第一节点，所述第一存储电容的第二端和所述第二源跟随器晶体管的输入端耦接至电源电压线。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括读出元件，所述读出元件用于响应于选择信号将所述源跟随器电路的输出电流传输至外部电路，所述第二源跟随器晶体管的输出端耦接至所述读出元件的输入端。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括第一重置元件，所述第一重置元件用于将所述光电转换元件的输出节点的电压进行重置，所述输出节点耦接至所述传输元件的输入端。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括开关元件，所述开关元件耦接在所述输出节点和所述光电转换元件之间。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括用于响应入射光产生电荷的第二光电转换元件和第二开关元件，所述第二开关元件耦接在所述输出节点和所述第二光电转换元件之间。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括第二存储电容，所述第二存储电容的第一端耦接至所述输出节点，所述第二存储电容的第二端耦接地或公共电压。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括第二重置元件，所述第二重置元件用于对所述第一节点的电压进行重置。例如，本专利技术实施例的像素感应电路中，所述第一重置元件和所述第二重置元件耦接至同一重置信号线。例如，本专利技术实施例的像素感应电路中，所述传输元件、开关元件、第一重置元件或所述第二重置元件为晶体管。例如，本专利技术实施例的像素感应电路中，所述晶体管为N型晶体管或P型晶体管。例如，本专利技术实施例的像素感应电路中，所述光电转换元件为光电二极管。本专利技术的另一个实施例提供了一种图像传感器，包括排列为阵列的多个像素单元，至少一个像素单元包括如上所述的任一像素感应电路。例如，本专利技术实施例的图像传感器形成于硅衬底上。本专利技术的再一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括上述图像传感器。本专利技术的再另一个实施例提供了一种上述像素感应电路的驱动方法，该方法包括：通过所述光电转换元件响应入射光产生电荷；通过所述传输元件将所述光电转换元件产生的电荷输出至所述源跟随器电路；通过所述源跟随器电路对所述传输元件的输出电流进行补偿。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括读出元件，所述第二源跟随器晶体管的输出端耦接至所述读出元件的输入端，相应地，所述方法还可以包括：通过所述读出元件响应于选择信号将所述源跟随器电路的输出电流传输至外部电路。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括第一重置元件，所述输出节点耦接至所述传输元件的输入端，相应地，所述方法还可以包括：在通过所述光电转换元件相应于所述入射光产生电荷之前，通过所述第一重置元件将所述光电转换元件的输出节点的电压进行重置。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括开关元件和第二存储电容，所述开关元件耦接在所述输出节点和所述光电转换元件之间，所述第二存储电容的第一端耦接至所述输出节点，所述第二存储电容的第二端耦接地或公共电压，相应地，所述方法还可以包括：在通过所述光电转换元件响应入射光产生电荷之后，开启所述开关元件，将所述电荷存储在所述第二存储电容之中，然后再通过所述传输元件将所述光电转换元件产生的电荷输出至所述源跟随器电路。例如，本专利技术实施例的像素感应电路还可以包括第二重置元件，相应地，所述方法还包括：在通过所述传输元件将所述光电转换元件产生的电荷输出至所述源跟随器电路之前，通过所述第二重置元件用于对所述第一节点的电压进行重置。例如，本专利技术实施例的像素感应电路的驱动方法中，通过所述第一重置元件将所述光电转换元件的输出节点的电压进行重置以及通过所述第二重置元件用于对所述第一节点的电压进行重置是通过同一重置信号进行的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1是说明CMOS图像传感器的原理框图。图2是说明具有4晶体管构造的CMOS有源像素传感电路的电路图。图3是说明具有3晶体管构造的CMOS有源像素传感电路的电路图。图4是根据本专利技术一个实施例的像素感应电路的示意图。图5是根据本专利技术另一个实施例的像素感应电路的示意图。图6A至图6D是图5所示的像素感应电路的操作流程的示意图。图7是根据本专利技术再一个实施例的像素感应电路的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”、“相连”“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。图1是说明CMOS图像传感器的原理框图。如图1所示，该CMOS图像传感器包括像素单元阵列和周边电路，它们例如可以集成在同一硅基芯片上。像素单元阵列包括排成阵列的像素单元，例如图中所示，像素单元阵列按X和Y方向排列成方阵，方阵中的每一个像素单元都有它在X、Y方向(例如行方向和列方向)上的地址，并可分别经由相应的行线和相应的列线在这两个方向上的地址译码器进行选择；输出的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素感应电路，包括：用于响应入射光产生电荷的光电转换元件；用于将所述光电转换元件产生的电荷输出的传输元件；用于对所述传输元件的输出电流进行补偿的源跟随器电路；其中，所述源跟随器电路包括第一源跟随器晶体管、第二源跟随器晶体管和第一存储电容，所述第一源跟随器晶体管和所述第二源跟随器晶体管具有相等的阈值电压，所述第一源跟随器晶体管的栅极、所述第一源跟随器晶体管的输出端、所述第二源跟随器晶体管的栅极和所述第一存储电容的第一端都耦接至第一节点，所述第一存储电容的第二端和所述第二源跟随器晶体管的输入端耦接至电源电压线。

【技术特征摘要】
1.一种像素感应电路，包括：用于响应入射光产生电荷的光电转换元件；用于将所述光电转换元件产生的电荷输出的传输元件；用于对所述传输元件的输出电流进行补偿的源跟随器电路；其中，所述源跟随器电路包括第一源跟随器晶体管、第二源跟随器晶体管和第一存储电容，所述第一源跟随器晶体管和所述第二源跟随器晶体管具有相等的阈值电压，所述第一源跟随器晶体管的栅极、所述第一源跟随器晶体管的输出端、所述第二源跟随器晶体管的栅极和所述第一存储电容的第一端都耦接至第一节点，所述第一存储电容的第二端和所述第二源跟随器晶体管的输入端耦接至电源电压线。2.根据权利要求1所述的像素感应电路，还包括读出元件，其中，所述读出元件用于响应于选择信号将所述源跟随器电路的输出电流传输至外部电路，所述第二源跟随器晶体管的输出端耦接至所述读出元件的输入端。3.根据权利要求2所述的像素感应电路，还包括第一重置元件，其中所述第一重置元件用于将所述光电转换元件的输出节点的电压进行重置，所述输出节点耦接至所述传输元件的输入端。4.根据权利要求3所述的像素感应电路，还包括开关元件，其中所述开关元件耦接在所述输出节点和所述光电转换元件之间。5.根据权利要求4所述的像素感应电路，还包括：用于响应入射光产生电荷的第二光电转换元件；第二开关元件，耦接在所述输出节点和所述第二光电转换元件之间。6.根据权利要求4所述的像素感应电路，还包括第二存储电容，其中，所述第二存储电容的第一端耦接至所述输出节点，所述第二存储电容的第二端耦接地或公共电压。7.根据权利要求6所述的像素感应电路，还包括第二重置元件，其中，所述第二重置元件用于对所述第一节点的电压进行重置。8.根据权利要求7所述的像素感应电路，其中，所述第一重置元件和所述第二重置元件耦接至同一重置信号线。9.根据权利要求7所述的像素感应电路，其中，所述传输元件、开关元件、第一重置元件或所述第二重置元件为晶体管。10.根据权利要求9所述的像素感应电路，其中，所述晶体管为N型晶体管或P型晶体管。11.根据权利要求1-10任一所述的像素感应电路，其中，所述光电转换元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨盛际，董学，吕敬，陈小川，刘冬妮，王磊，卢鹏程，付杰，岳晗，肖丽，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11