成像装置和比较器制造方法及图纸

本发明专利技术的固态图像传感器包括：输入晶体管，其被构造成在输入到源极的输入电压与输入到栅极的预定的参照电压大体一致的情况下，根据所述输入电压从漏极输出漏极电压；和输出晶体管，其被构造成输出指示输入到源极的所述输入电压和输入到栅极的所述漏极电压之间的差是否超过预定的阈值电压的信号，作为所述输入电压和所述参照电压之间的比较结果。电压和所述参照电压之间的比较结果。电压和所述参照电压之间的比较结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像装置和比较器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年2月21日提交的日本优先权专利申请JP2019
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028965的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本技术涉及一种固态图像传感器。具体地，本技术涉及一种使用比较器执行模数转换的固态图像传感器。

技术介绍

[0004]由于其简单的结构，单斜率型模数转换器(ADC)已经用于固态图像传感器等中的模数(AD)转换。该单斜率型ADC通常由比较器和基于比较器的比较结果进行计数的计数器构成。例如，已经提出了一种固态图像传感器，其具有布置在比较器内的p沟道金属氧化物半导体(pMOS)晶体管和反相器，其中pMOS晶体管具有输入到源极的像素信号和输入到栅极的参照信号(例如，参见专利文献1)。该pMOS晶体管将其漏极电压作为像素信号和参照信号的比较结果经由反相器输出到计数器。
[0005][引用文献列表][0006][专利文献][0007][专利文献1]：US 2018/0103222 A

技术实现思路

[0008][技术问题][0009]在上述固态图像传感器中，与在比较器中具有独立于像素电路的电源的构成相比，比较器共享像素电路的电源，从而降低了功耗。然而，在上述固态图像传感器的连接构成中，当像素信号与参照信号大体一致时，pMOS晶体管的漏极电压根据像素信号的电平而变化。为此，当像素信号与参照信号大体一致时，比较结果被反转时的时机可能会与理想时刻发生偏移。由于该反转时机误差，存在着在通过像素信号的AD转换获得的数字信号中出现误差或非线性并且图像数据的图像质量劣化的问题。
[0010]鉴于上述情况做出了本技术，并且期望在比较参照信号和像素信号的固态图像传感器中抑制比较结果的反转时机的误差。
[0011][问题的解决方案][0012]根据本技术的实施方案，提供一种成像装置，包括：像素电路，其被构造成输出像素信号；像素信号线，其连接到所述像素电路；参照信号生成电路，其被构造成输出参照信号；和比较器，所述比较器包括：第一晶体管，其中第一晶体管的栅极连接到所述参照信号生成电路，并且第一晶体管的源极连接到所述像素信号线，和第二晶体管，其中第一晶体管的栅极连接到第一晶体管的漏极，并且第二晶体管的源极电气连接到所述像素信号线。
[0013]此外，在一个实施方案中，第一晶体管的源极和第二晶体管的源极可以被构造成
接收电压，所述电压对应于所述像素信号。
[0014]此外，在一个实施方案中，所述比较器可以包括第三晶体管，其中第三晶体管的漏极连接到所述像素信号线，并且第三晶体管的源极连接到第一晶体管的漏极。
[0015]此外，在一个实施方案中，第三晶体管的栅极可以被构造成接收偏置电压。
[0016]此外，在一个实施方案中，所述比较器可以包括第三晶体管，其中第三晶体管的栅极连接到第一晶体管的漏极，并且第三晶体管的源极连接到所述像素信号线。
[0017]此外，在一个实施方案中，第三晶体管的栅极可以连接到第三晶体管的漏极。
[0018]此外，在一个实施方案中，第三晶体管的底栅可以连接到第三晶体管的源极。
[0019]此外，在一个实施方案中，所述比较器可以包括第四晶体管，其中第四晶体管的漏极连接到所述像素信号线，并且第四晶体管的源极连接到第二晶体管的漏极。
[0020]此外，在一个实施方案中，第四晶体管的栅极可以被构造成接收偏置电压。
[0021]此外，在一个实施方案中，第一晶体管的底栅可以连接到第一晶体管的源极，并且第二晶体管的底栅可以连接到第二晶体管的源极。
[0022]此外，在一个实施方案中，所述像素可以布置在第一基板中，并且所述比较器可以布置在接合到第一基板的第二基板中。
[0023]此外，在一个实施方案中，第一基板和第二基板可以通过硅通孔而电气连接。
[0024]此外，在一个实施方案中，第一基板和第二基板可以通过直接接合而电气连接。
[0025]根据本技术的另一实施方案，提供了一种比较器，包括：第一输入端，其被构造成接收像素信号；第二输入端，其被构造成接收参照信号；第一晶体管，其中第一晶体管的栅极连接到所述参照信号生成电路，并且第一晶体管的源极连接到第一输入端；和第二晶体管，其中第一晶体管的栅极连接到第一晶体管的漏极，并且第二晶体管的源极电气连接到第一输入端。
[0026]此外，在一个实施方案中，第一晶体管的源极和第二晶体管的源极可以被构造成接收电压，所述电压对应于所述像素信号。
[0027]此外，在一个实施方案中，所述比较器可以包括第三晶体管，其中第三晶体管的漏极连接到第一输入端，并且第三晶体管的源极连接到第一晶体管的漏极。
[0028]此外，在一个实施方案中，第三晶体管的栅极可以被构造成接收偏置电压。
[0029]此外，在一个实施方案中，所述比较器可以包括第三晶体管，其中第三晶体管的栅极连接到第一晶体管的漏极，并且第三晶体管的源极连接到第一输入端。
[0030]此外，在一个实施方案中，第三晶体管的栅极可以连接到第三晶体管的漏极。
[0031]此外，在一个实施方案中，第三晶体管的底栅可以连接到第三晶体管的源极。
[0032]此外，在一个实施方案中，所述比较器可以包括第四晶体管，其中第四晶体管的漏极连接到第一输入端，并且第四晶体管的源极连接到第二晶体管的漏极。
[0033]此外，在一个实施方案中，第四晶体管的栅极可以被构造成接收偏置电压。
[0034]此外，在一个实施方案中，第一晶体管的底栅可以连接到第一晶体管的源极，并且第二晶体管的底栅可以连接到第二晶体管的源极。
附图说明
[0035]图1是示出根据本技术第一实施方案的成像装置的构成例的框图。
[0036]图2A和图2B是示出根据本技术第一实施方案的固态图像传感器的构成例的框图。
[0037]图3是示出根据本技术第一实施方案的像素电路的构成例的电路图。
[0038]图4是示出根据本技术第一实施方案的列信号处理单元的构成例的框图。
[0039]图5是示出根据本技术第一实施方案的比较器的构成例的电路图。
[0040]图6是示出根据本技术第一实施方案的比较器的输入和输出信号的变化示例的时序图。
[0041]图7是示出根据本技术第一实施方案的pMOS晶体管的特性的示例的图形。
[0042]图8是示出根据第一比较例的比较器的构成例的电路图。
[0043]图9是示出根据第一比较例的比较器的输入和输出信号的变化示例的时序图。
[0044]图10是示出根据第二比较例的比较器的构成例的电路图。
[0045]图11是示出根据本技术第一实施方案的固态图像传感器的操作示例的流程图。
[0046]图12是示出根据本技术第一实施方案的变形例的比较器的构成例的电路图。
[0047]图13是示出根据本技术第二实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种成像装置，包括：像素电路，其被构造成输出像素信号；像素信号线，其连接到所述像素电路；参照信号生成电路，其被构造成输出参照信号；和比较器，所述比较器包括：第一晶体管，其中第一晶体管的栅极连接到所述参照信号生成电路，并且第一晶体管的源极连接到所述像素信号线，和第二晶体管，其中第一晶体管的栅极连接到第一晶体管的漏极，并且第二晶体管的源极电气连接到所述像素信号线。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，第一晶体管的源极和第二晶体管的源极被构造成接收电压，所述电压对应于所述像素信号。3.根据权利要求1所述的成像装置，所述比较器包括：第三晶体管，其中第三晶体管的漏极连接到所述像素信号线，并且第三晶体管的源极连接到第一晶体管的漏极。4.根据权利要求3所述的成像装置，其中，第三晶体管的栅极被构造成接收偏置电压。5.根据权利要求1所述的成像装置，所述比较器包括：第三晶体管，其中第三晶体管的栅极连接到第一晶体管的漏极，并且第三晶体管的源极连接到所述像素信号线。6.根据权利要求5所述的成像装置，其中，第三晶体管的栅极连接到第三晶体管的漏极。7.根据权利要求5所述的成像装置，其中，第三晶体管的底栅连接到第三晶体管的源极。8.根据权利要求5所述的成像装置，所述比较器还包括：第四晶体管，其中第四晶体管的漏极连接到所述像素信号线，并且第四晶体管的源极连接到第二晶体管的漏极。9.根据权利要求8所述的成像装置，其中，第四晶体管的栅极被构造成接收偏置电压。10.根据权利要求1所述的成像装置，其中，第一晶体管的底栅连接到第一晶体管的源极，并且第二晶体管的底栅连接到第二晶体管的源极。11.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述像素布置在第一基板中，并且所述比较器布置在接合到第一基板的第二基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：马上崇，植野洋介，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：