【技术实现步骤摘要】
应用于图像传感器的具有自适应电荷补偿的电荷泵
[0001]本专利技术涉及模拟集成电路设计领域，尤其涉及采用电荷泵驱动图像传感器像素的应用。通过自适应电荷补偿电路，动态补偿电荷泵，加速输出电压的恢复。
技术介绍
[0002]国内外研究表明，通过调整有源像素中的传输管(Transfer Gate,TG)栅压能够有效改善图像传感器在环境光极弱条件下的性能。当传输管栅压采用高压时，能够加快电荷的转移，有效提升电荷转移效率，改善图像拖尾的情况。当电荷泵利用输出电容存储的电荷对外供电时，像素传输管TG栅压发生周期性翻转，会导致电荷泵输出电容和像素阵列的TG栅电容发生电荷再分配，使得电荷泵输出的高压下降。为保证像素的正常工作，需要在一个行选周期内使输出电压恢复到额定值。本专利技术据此提出一种具有自适应电荷补偿机制的电荷泵，理论上可以有效缩短输出电压的恢复时间，满足像素工作需要。
技术实现思路
[0003]为克服现有技术的不足，本专利技术旨在提出一种具有自适应补偿电荷功能的电荷泵，加速电荷泵输出电压的恢复，保证像素正常工作。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于图像传感器的具有自适应电荷补偿的电荷泵，其特征是，包括开关电容电荷泵SC CP、低压差线性稳压电路LDO与自适应电荷补偿电路，SC CP为倍压电荷泵，输出滤波电容为电容C1与C2串联的结构，串联节点为mod1，SC CP的输出电压Vcp通过低压差线性稳压电路LDO稳压处理后接入负载电路，低压差线性稳压器LDO的输出端接输出电容C
out
，C
out
另一端接地，输出电压为Vout，Vout为像素阵列中一行像素所有TG同时提供栅极偏置电压，所以电荷泵的负载电容Cload是一行像素所有TG的栅极寄生电容的总和；当TG的栅压从低电平切换至高电平时TG导通，负载电容C
load
与输出电容C
out
连接，自适应电荷补偿电路依据SC CP的输出电压的状态，对SC CP进行动态调整，使输出电压恢复到额定值。2.如权利要求1所述的应用于图像传感器的具有自适应电荷补偿的电荷泵，其特征是，自适应电荷补偿电路包括分流电阻R1、R2、比较器Cmp、与门And1、And2、And3、反相器inv1、inv2，传输门TGa与TGb；SC CP的输出电压Vcp经串接的电阻R1、R2接地，同时Vcp经由另一支路接入LDO，电阻R1、R2相连的节点mod2连接比较器cmp的一个输入端，另一个输入端接信号V
ref
，比较器Cmp的一个输出信号V
ref_outn
与主控时钟信号Clk经过与门And1做与运算后产生clk，该信号向SC CP提供时钟，此外比较器Cmp的两个输出信号V
ref_out
与V
ref_outn
分别与VTG和VTGn通过与门And2和And3进行与运算，产生信号Va与Vb，Va与Vb分别接入反相器inv1与inv2，产生信号Van与Vbn，Va、Van是传输门TGa的控制信号，Vb与Vbn是TGb的控制信号，TGa负责控制电流I
U
，TGb负责控制电流I
D
，TGa与TGb串接，TGa另一端接产生I
U
的电流源再接SC CP的输出端，TGb的另一端接产生I
D
的电流源再接地，TGa与TGb的串接节点连接mod1节点，自适应电荷补偿电路依据SC CP的输出电压Vcp的状态，对SC CP进行动态调整，一方面调制SC CP的时钟信号，稳定SC CP输出电压，防止电压过高造成电路不稳定；另一方面，当Vcp与Vout因C
load
与C
out
电荷交换产生压降时，给SC CP的输出滤波电容，即给C1与C2补偿电荷，防止Vcp欠冲而引起LDO瞬态性能下降；电荷补偿节点为mod1，该节点由电流I
U
进行电荷补偿，并由电流I
D
对其进行电荷释放；I
U
由传输门TGa控制，I
D
由传输门TGb控制，当TG栅压从低电平切换成高电平时，Vcp与Vout产生压降，此时传输门TGb截止，TGa导通，I
U
对节点mod1进行电荷补偿；当Vout恢复初始电压水平并维持一段时间后，TG栅压从高电压切换为低电压，TG关断，传输门TGa随之关断，同时传输门TGb导通，I
D
对C1、C2进行放电，为下一周期的Vout压降做准备。3.如权利要求1所述的应用于图像传感器的具有自适...
【专利技术属性】
技术研发人员：高静，李睿，聂凯明，高志远，徐江涛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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