比较器第一级箝位制造技术

本申请案涉及比较器第一级箝位。一种比较器包含第一级，所述第一级包含第一输出以产生响应于所述第一级的第一与第二输入的比较而在上与下电压电平之间转变的第一输出信号。第二级包含经耦合以从所述第一级的所述第一输出接收所述第一输出信号的输入及经配置以响应于所述第一输出信号而产生第二输出信号的第二输出。箝位电路包含第一节点及第二节点。所述第一节点耦合到所述第一级的所述第一输出且所述第二节点耦合到电源电压。所述箝位电路经配置以箝制所述第一节点与所述第二节点之间的电压差以箝制所述第一输出信号的电压摆动。摆动。摆动。

【技术实现步骤摘要】
比较器第一级箝位


[0001]本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说但非排他地，涉及一种用于图像传感器中的模数转换的比较器。

技术介绍

[0002]图像传感器已无处不在且现广泛用于数码相机、蜂窝电话、安防摄像头以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器整合到更广泛电子装置中，期望通过装置架构设计及图像获取处理来依尽可能多的方式(例如分辨率、功耗、动态范围等等)增强其功能、性能指标等等。
[0003]典型图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射到图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列，光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光之后产生图像电荷。由像素光生的图像电荷可测量为列位线上依据入射图像光而变化的模拟输出图像信号。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，图像光从列位线读出为模拟图像信号且转换成数字值以提供表示外部场景的信息。

技术实现思路

[0004]在一个方面，本申请案涉及一种比较器，其包括：第一级，其包含经耦合以接收第一信号的第一输入、经耦合以接收第二信号的第二输入及经配置以产生第一输出信号的第一输出，所述第一输出信号响应于所述第一与第二输入信号的比较而在上电压电平与下电压电平之间转变；第二级，其具有经耦合以从所述第一级的所述第一输出接收所述第一输出信号的输入，其中所述第二级包含经配置以响应于所述第一输出信号而产生第二输出信号的第二输出；及箝位电路，其具有第一节点及第二节点，其中所述第一节点耦合到所述第一级的所述第一输出且所述第二节点耦合到电源电压，其中所述箝位电路经配置以箝制所述第一节点与所述第二节点之间的电压差以箝制所述第一输出信号的电压摆幅。
[0005]在另一方面，本申请案涉及一种成像系统，其包括：像素阵列，其用于接收图像光且响应于所述图像光而产生图像电荷电压信号；及读出电路系统，其经耦合以通过多个位线从所述像素阵列接收所述图像电荷电压信号且响应性地提供来自所述多个位线中的每一者的位线信号的数字表示，所述读出电路系统包含比较器，所述比较器用于接收所述位线信号、比较所述位线信号与来自斜坡产生器的斜坡信号及将比较器输出电压提供到计数器以响应性地产生所述数字表示，其中所述比较器包括：第一级，其包含经耦合以接收所述位线信号的第一输入、经耦合以接收所述斜坡信号的第二输入及经配置以产生第一输出信号的第一输出，所述第一输出信号响应于所述第一与第二输入信号的比较而在上电压电平与下电压电平之间转变；第二级，其具有经耦合以从所述第一级的所述第一输出接收所述第一输出信号的输入，其中所述第二级包含经配置以响应于所述第一输出信号而产生第二输出信号的第二输出，其中提供到所述计数器的所述比较器输出电压响应于所述第二输出信号；及箝位电路，其具有第一节点及第二节点，其中所述第一节点耦合到所述第一级的所
述第一输出且所述第二节点耦合到电源电压，其中所述箝位电路经配置以箝制所述第一节点与所述第二节点之间的电压差以箝制所述第一输出信号的电压摆幅。
附图说明
[0006]参考下图描述本专利技术的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则各个视图中的相同元件符号指代相同部件。
[0007]图1A说明根据本专利技术的教示的具有包含用于模数转换器中的比较器的一个实例的读出电路系统的成像系统的一个实例。
[0008]图1B是说明在图像传感器中的模数转换期间与图1A中所说明的比较器相关联的一些信号的时序图。
[0009]图2A说明展示具有经配置以箝制图像传感器的模数转换器中的比较器的第一级输出的电压摆幅的箝位电路的比较器的实例的示意图。
[0010]图2B是说明在图像传感器中的模数转换期间与图2A中所说明的比较器相关联的一些信号的时序图。
[0011]图3A说明展示根据本专利技术的教示的具有经配置以箝制图像传感器的模数转换器中的比较器的第一级输出的电压摆幅的箝位电路的比较器的实例的示意图。
[0012]图3B是说明根据本专利技术的教示的在图像传感器中的模数转换期间与图3A中所说明的比较器相关联的一些信号的时序图。
[0013]图4A说明展示根据本专利技术的教示的具有经配置以箝制图像传感器的模数转换器中的比较器的第一级输出的电压摆幅的箝位电路的比较器的另一实例的示意图。
[0014]图4B说明展示根据本专利技术的教示的具有经配置以箝制图像传感器的模数转换器中的比较器的第一级输出的电压摆幅的箝位电路的比较器的又一实例的示意图。
[0015]图5说明展示根据本专利技术的教示的具有经配置以箝制图像传感器的模数转换器中的比较器的第一级输出的电压摆幅的箝位电路的比较器的又一实例的示意图。
[0016]对应元件符号指示图式的所有若干视图中的对应组件。所属领域的技术人员应了解，图中的元件是为了简单及清楚而说明且不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其它元件放大以帮助改进本专利技术的各个实施例的理解。另外，通常不描绘在商业可行实施例中有用或必要的常见但众所周知的元件以促进本专利技术的这些各个实施例的无障碍观看。
具体实施方式
[0017]本文中描述用于具有经配置以箝制图像传感器的模数转换器中的比较器的第一级输出的电压摆幅的箝位电路的比较器的设备及系统的各个实例。在以下描述中，阐述许多具体细节以提供实例的透彻理解。然而，所属领域的相关技术人员将认识到，可在没有具体细节中的一或多者的情况下或用其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它例子中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以免混淆某些方面。
[0018]本说明书中参考“一个实例”或“一个实施例”意味着结合实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实例中。因此，在本说明书各处出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”不一定都指代相同实例。此外，特定特征、结构或特性可在一或
多个实例中依任何合适方式组合。
[0019]为便于描述，空间相对术语(例如“下面”、“下方”、“之上”、“之下”、“上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”等等)可在本文中用于描述一个元件或特征相对于另一(些)元件或特征的关系，如图中所说明。将理解，除图中所描绘的定向之外，空间相对术语希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的装置旋转或翻转，那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将定向在其它元件或特征“上方”。因此，示范性术语“下方”及“之下”可涵盖上方及下方两种定向。装置可依其它方式定向(旋转90度或依其它定向)且相应地解译本文中所使用的空间相对描述词。另外，还应理解，当元件被称为在两个其它元件“之间”时，其可为两个其它元件之间的唯一元件，或也可存在一或多个介入元件。
[0020]在本说明书中，使用若干技术术语。这些术语将采用其所在
中的一般含义，除非本文中具体定义或其使用背景另有明确暗示。应注意，元件名称及符号在本文档中可互换使用(例如Si与硅)；然而，两者具有相同含义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比较器，其包括：第一级，其包含经耦合以接收第一信号的第一输入、经耦合以接收第二信号的第二输入及经配置以产生第一输出信号的第一输出，所述第一输出信号响应于所述第一与第二输入信号的比较而在上电压电平与下电压电平之间转变；第二级，其具有经耦合以从所述第一级的所述第一输出接收所述第一输出信号的输入，其中所述第二级包含经配置以响应于所述第一输出信号而产生第二输出信号的第二输出；及箝位电路，其具有第一节点及第二节点，其中所述第一节点耦合到所述第一级的所述第一输出且所述第二节点耦合到电源电压，其中所述箝位电路经配置以箝制所述第一节点与所述第二节点之间的电压差以箝制所述第一输出信号的电压摆幅。2.根据权利要求1所述的比较器，其中所述箝位电路包括耦合于所述第一节点与所述第二节点之间的二极管连接晶体管。3.根据权利要求2所述的比较器，其中所述箝位电路的所述二极管连接晶体管包括具有耦合到所述第一节点的栅极及漏极及耦合到所述第二节点的源极的p沟道二极管连接晶体管。4.根据权利要求3所述的比较器，其中所述第二级包括：输入装置，其具有耦合到所述电源电压的源极，其中所述第二级的所述输入装置的栅极耦合到所述第二级的所述输入，所述第二级的所述输入装置的漏极耦合到所述第二输出；及第二级偏压电流源，其耦合到所述第二级的所述输入装置的所述漏极。5.根据权利要求4所述的比较器，其中当所述第二级的所述输入装置接通时，所述箝位电路的所述第二节点通过所述第二级的所述输入装置耦合到所述电源电压。6.根据权利要求2所述的比较器，其中所述箝位电路的所述二极管连接晶体管是具有耦合到所述第一节点的源极及耦合到所述第二节点的栅极及漏极的n沟道二极管连接晶体管。7.根据权利要求1所述的比较器，其中所述第一级包括：第一晶体管，其具有耦合到所述电源电压的源极；第二晶体管，其具有耦合到所述电源电压的源极及耦合到所述第一晶体管的栅极及漏极的栅极，其中所述第二晶体管的漏极耦合到所述第一级的所述第一输出以产生所述第一输出信号；第一级偏压电流源；第一输入装置，其耦合于所述第一晶体管的所述漏极与所述第一级偏压电流源之间，其中所述第一输入装置的栅极耦合到所述第一级的所述第一输入以接收所述第一信号；及第二输入装置，其耦合于所述第二晶体管的所述漏极与所述第一级偏压电流源之间，其中所述第二输入装置的栅极耦合到所述第一级的所述第二输入以接收所述第二信号。8.根据权利要求7所述的比较器，其中所述第一晶体管包括第一分裂晶体管，所述第一分裂晶体管包括与第四晶体管串联耦合的第三晶体管，其中所述第三晶体管的栅极耦合到所述第四晶体管的栅极，所述第三晶体管的源极耦合到所述电源电压，所述第三晶体管的漏极耦合到所述第四晶体管的源
极，且所述第四晶体管的漏极耦合到所述第一输入装置，其中所述第二晶体管包括第二分裂晶体管，所述第二分裂晶体管包括与第六晶体管串联耦合的第五晶体管，其中所述第五晶体管的栅极耦合到所述第六晶体管的栅极，所述第五晶体管的源极耦合到所述电源电压，所述第五晶体管的漏极耦合到所述第六晶体管的源极，且所述第六晶体管的漏极耦合到所述第一级的所述第一输出及所述第二输入装置。9.根据权利要求8所述的比较器，其中所述箝位电路包括具有耦合到所述第一节点的源极、耦合到所述第二节点的漏极及耦合到所述第五晶体管的所述漏极及所述第六晶体管的所述源极的栅极的n沟道晶体管。10.根据权利要求1所述的比较器，其中所述比较器包含于包含于成像系统中的模数转换器中，其中经耦合以由所述第一级的所述第一输入接收的所述第一信号是来自斜坡产生器的斜坡信号，其中经耦合以由所述第一级的所述第二输入接收的所述第二信号是来自耦合到像素阵列的位线的位线信号。11.一种成像系统，其包括：像素阵列，其用于接收图像光且响应于所述图像光而产生图像电荷电压信号；及读出电路系统，其经耦合以通过多个位线从所述像素阵列接收所述图像电荷电压信号且响应性地提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：海老原弘知，许程成，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：