一种使用新型复位信号驱动电路的ADC及图像传感器制造技术

本发明专利技术公开的一种新型复位信号驱动电路，包括复位电位选择单元、复位关断沿控制单元、控制中心、复位MOS管和电流源，所述复位电位选择单元包括N个并联的复位支路，每个复位支路包括开关管NK和等效电阻子单元；所述复位关断沿控制单元包括M个并联的关断支路，每个关断支路包括反转中心和开关管NP；M和N均为大于1的整数；所述复位MOS管的栅极连接所述控制中心输出端，源极通过电流源接地，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端；所述复位信号驱动电路输出端输出复位信号。本发明专利技术提供的一种使用新型复位信号驱动电路的ADC及图像传感器，减小了复位结束时电荷注入和时钟馈通的大小，从而减小了比较器的失调，保证ADC的高帧率应用。

An ADC and image sensor using a new reset signal driving circuit

【技术实现步骤摘要】
一种使用新型复位信号驱动电路的ADC及图像传感器
本专利技术涉及图像传感器领域，具体涉及一种使用新型复位信号驱动电路的ADC及图像传感器。
技术介绍
CMOS图像传感器(CIS)已广泛应用于视频、监控、工业制造、汽车、家电等成像领域。CIS主流读出电路结构是以列级单斜模数转换器(SS-ADC)为主的读出电路，SS-ADC的功能是将待量化信号与一个斜波基准信号进行比较，比较的结果通过计数器进行最终量化，得到一个N位的二进制数字量。CIS中的ADC的一个重要的作用是进行噪声消除操作(CDS)，其过程是：首先ADC复位，复位结束后读出像素单元的复位电压信号(VRST)，再读出PD电压信号(VSIG)，通过ADC中的计数器计数并将VRST、VSIG分别转为二进制数字码D1、D2，最终输出差值ΔD＝D2-D1。来自像素单元的固定噪声和失调在这个过程中被减掉了，所以最终的差值是没有这部分噪声的信号。ADC比较器复位结束时，会产生电荷注入和时钟馈通，由于比较器两个输入端所连接信号通路不同，对此电荷注入和馈通响应程度不一样，导致比较器出现失调，该失调大小取决于工艺、温度、电压等因素。普通的复位信号驱动电路如附图1所述，包括控制中心和多个驱动能力较强的BUF(Buffer)，该电路将控制中心输出的控制信号经过多级串联的驱动单元(BUF)后再输出(每个BUF由两级串联的反相器组成，如附图1中所示)，使得复位信号RSTN_CMP的跳变沿很陡，陡峭的复位沿将进一步增大电荷注入和馈通的大小。进而使ADC比较器输入失调增大，为了保证ADC计数器计数正确性，需要延长复位信号读出阶段的计数时间，以保证信号的正确读出。但在高帧率应用中，ADC操作时间很短，通过延长计数时间克服上述问题的办法明显不适用。所以需要找到一种方法能有效的降低开关电荷注入和馈通的影响，从而降低比较器的失调。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用新型复位信号驱动电路的ADC及图像传感器，通过新型复位信号驱动电路使得比较器复位信号可调，并使复位沿变得平缓，减小了复位结束时电荷注入和时钟馈通的大小，从而减小了比较器的失调，保证ADC的高帧率应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型复位信号驱动电路，包括复位电位选择单元、复位关断沿控制单元、控制中心、复位MOS管和电流源，所述复位电位选择单元包括N个并联的复位支路，每个复位支路包括开关管NK和等效电阻子单元，所述开关管NK的源极连接电源VDD，栅极连接控制信号VT，漏极连接所述等效电阻子单元；所述复位关断沿控制单元包括M个并联的关断支路，每个关断支路包括反转中心和开关管NP，所述反转中心的输入端口连接所述控制中心的输出端，输出端口连接对应的开关管NP，用于在复位过程中将控制信号VN反转为控制信号VP，所述开关管NP的源极连接电源VDD，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端口；M和N均为大于1的整数；所述复位MOS管的栅极连接所述控制中心输出端，源极通过电流源接地，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端；所述复位信号驱动电路输出端输出复位信号。进一步地，所述等效电阻子单元包括至少两个串联的PMOS管，所述开关管NK的漏极连接PMOS管的源极，所述PMOS管的栅极连接该PMOS管的漏极和下一个PMOS管的源极，直至最后一个PMOS管的漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端口。进一步地，所述复位支路包括开关管NK和串联的PMOS管NA和PMOS管NB，其中，所述PMOS管NA的源极连接所述开关管NK的漏极，所述PMOS管NA的栅极连接PMOS管NA的漏极和PMOS管NB的源极，所述PMOS管NB的栅极连接PMOS管NB的漏极和所述复位信号驱动电路的输出端口。进一步地，当所述复位信号驱动电路不需要输出复位信号时，所述控制信号VN为低电平，复位MOS管断开，此时，所述反转中心不工作，且至少一个开关管NP导通，使得复位信号驱动电路输出端输出电压为VDD；当所述复位信号驱动电路输出复位信号时，所述控制信号VN为高电平，复位MOS管导通，通过控制信号VT的控制，使得至少一个复位支路连接至复位MOS管，此时，至少一个反转中心工作，将控制信号VN反转为低电平控制信号VP，使得对应的开关管NP导通，使得复位信号驱动电路输出端输出复位信号RSTN_CMP，且复位结束时，复位信号RSTN_CMP由低跳高的上升沿平缓。进一步地，当所述复位信号驱动电路输出复位信号时，连接至所述新型复位信号驱动电路中关断支路的个数越多，复位信号RSTN_CMP由低跳高的上升沿越陡峭。进一步地，当所述复位信号驱动电路输出复位信号时，连接至所述新型复位信号驱动电路中复位支路的个数越多，复位信号RSTN_CMP由低跳高的上升沿越平缓。一种应用新型复位信号驱动电路的比较器，包括权利要求1所述的复位信号驱动电路，且所述复位信号驱动电路输出端连接所述比较器的复位输入端。一种应用新型复位信号驱动电路的ADC，所述ADC包括比较器和计数器，所述比较器的复位输入端连接权利要求1所述的复位信号驱动电路。一种应用新型复位信号驱动电路的图像传感器，所述图像传感器包括像素阵列、ADC和信号处理单元，所述像素阵列的输出端连接ADC输入端，所述ADC输出端输出图像数字信号，其中，所述ADC包括比较器和计数器，所述比较器的两个输入端分别连接斜波发生器和像素阵列，所述比较器的复位输入端连接权利要求1所述的复位信号驱动电路，所述比较器的输出端连接所述计数器的输入端，所述计数器的输出端连接所述信号处理单元。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过新型复位信号驱动电路，使得比较器复位信号可调，并使复位沿变得平缓，减小了复位结束时电荷注入和时钟馈通的大小，从而减小了比较器的失调，ADC计数器在复位信号读出阶段不用延长计数时间，保证了高帧率应用。附图说明附图1为现有技术中复位信号驱动电路示意图；附图2为本专利技术中复位信号驱动电路示意图；附图3为本专利技术中复位信号驱动电路控制时序；附图4为本专利技术中比较器电路；附图5为实施例1中标准四管像素单元电路结构；附图6为实施例1中像素单元操作时序；附图7为CIS读出电路结构示意图；附图8为CIS读出电路操作时序。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。本专利技术提供的一种新型复位信号驱动电路，包括复位电位选择单元、复位关断沿控制单元、控制中心、复位MOS管和电流源，复位电位选择单元包括N个并联的复位支路，每个复位支路包括开关管NK和等效电阻子单元，开关管NK的源极连接电源VDD，栅极连接控制信号VT，漏极连接所述等效电阻子单元；复位关断沿控制单元包括M个并联的关断支路，每个关断支路包括反转中心和开关管NP，反转中心的输入端口连接控制中心的输出端，输出端口连接对应的开关管NP，用于在复位过程中将控制信号VN反转为控制信号V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型复位信号驱动电路，其特征在于，包括复位电位选择单元、复位关断沿控制单元、控制中心、复位MOS管和电流源，所述复位电位选择单元包括N个并联的复位支路，每个复位支路包括开关管NK和等效电阻子单元，所述开关管NK的源极连接电源VDD，栅极连接控制信号VT，漏极连接所述等效电阻子单元；/n所述复位关断沿控制单元包括M个并联的关断支路，每个关断支路包括反转中心和开关管NP，所述反转中心的输入端口连接所述控制中心的输出端，输出端口连接对应的开关管NP，用于在复位过程中将控制信号VN反转为控制信号VP，所述开关管NP的源极连接电源VDD，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端口；M和N均为大于1的整数；/n所述复位MOS管的栅极连接所述控制中心输出端，源极通过电流源接地，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端；所述复位信号驱动电路输出端输出复位信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型复位信号驱动电路，其特征在于，包括复位电位选择单元、复位关断沿控制单元、控制中心、复位MOS管和电流源，所述复位电位选择单元包括N个并联的复位支路，每个复位支路包括开关管NK和等效电阻子单元，所述开关管NK的源极连接电源VDD，栅极连接控制信号VT，漏极连接所述等效电阻子单元；
所述复位关断沿控制单元包括M个并联的关断支路，每个关断支路包括反转中心和开关管NP，所述反转中心的输入端口连接所述控制中心的输出端，输出端口连接对应的开关管NP，用于在复位过程中将控制信号VN反转为控制信号VP，所述开关管NP的源极连接电源VDD，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端口；M和N均为大于1的整数；
所述复位MOS管的栅极连接所述控制中心输出端，源极通过电流源接地，漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端；所述复位信号驱动电路输出端输出复位信号。


2.根据权利要求1所述的一种新型复位信号驱动电路，其特征在于，所述等效电阻子单元包括至少两个串联的PMOS管，所述开关管NK的漏极连接PMOS管的源极，所述PMOS管的栅极连接该PMOS管的漏极和下一个PMOS管的源极，直至最后一个PMOS管的漏极连接所述复位信号驱动电路的输出端口。


3.根据权利要求2所述的一种新型复位信号驱动电路，其特征在于，所述复位支路包括开关管NK和串联的PMOS管NA和PMOS管NB，其中，所述PMOS管NA的源极连接所述开关管NK的漏极，所述PMOS管NA的栅极连接PMOS管NA的漏极和PMOS管NB的源极，所述PMOS管NB的栅极连接PMOS管NB的漏极和所述复位信号驱动电路的输出端口。


4.根据权利要求1所述的一种新型复位信号驱动电路，其特征在于，当所述复位信号驱动电路不需要输出复位信号时，所述控制信号VN为低电平，复位MOS管断开，此时，所述反转中心不工作，且至少一个开...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡化，王勇，陈飞，陈正，苪松鹏，
申请(专利权)人：成都微光集电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51