像素信号输出电路及图像传感器制造技术

一种像素信号输出电路及图像传感器，属于图像传感技术领域，通过像素电路输出像素信号；额外电流产生电路当像素信号的电压小于预设电压时，根据所述像素信号的电压输出额外电流；电流镜电路对额外电流进行镜像以输出叠加电流；开关电路接入控制信号，并基于控制信号输出叠加电流；电流源将叠加电流叠加在电流源的初始电流上，以形成叠加后的复合电流；基于复合电流，像素电路加速像素信号的建立速度；由于在电流源中引入的叠加电流使像素电路的输出电压迅速拉低以达到加快建立像素信号，减少了像素信号变化时建立所需时间，缩短了单行读出时间且提升了整体帧率。读出时间且提升了整体帧率。读出时间且提升了整体帧率。

【技术实现步骤摘要】
像素信号输出电路及图像传感器


[0001]本申请属于图像传感
，尤其涉及一种像素信号输出电路及图像传感器。

技术介绍

[0002]现有像素信号输出的方式是通过像素电路中的行选择晶体管连接到列读出电路中的串迭电流源，形成像素信号的有效输出，在像素信号建立完成后，再由后级的电路完成模数转换。然而由于像素信号输出走线较长，造成该节点上容性负载和阻性负载较大，像素信号变化时建立所需时间较长，不利于单行读出时间的缩短和整体帧率的提升。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种像素信号输出电路及图像传感器，旨在解决相关的像素信号输出电路无法缩短读出时长和提升整体帧率的问题。
[0004]本申请实施例提供了一种像素信号输出电路，包括：
[0005]像素电路，配置为输出像素信号；
[0006]额外电流产生电路，与所述像素电路连接，配置为当所述像素信号的电压小于预设电压时，根据所述像素信号的电压输出额外电流；
[0007]电流镜电路，与所述额外电流产生电路连接，配置为对所述额外电流进行镜像以输出叠加电流；
[0008]开关电路，与所述电流镜电路连接，配置为接入控制信号，并基于所述控制信号输出所述叠加电流；
[0009]电流源，与所述像素电路和所述开关电路连接，配置为将所述叠加电流叠加在所述电流源的初始电流上，以形成叠加后的复合电流；
[0010]基于所述复合电流，所述像素电路加速所述像素信号的建立速度。
[0011]在其中一个实施例中，所述电流源包括第一场效应管和第二场效应管；
[0012]所述第一场效应管的漏极与所述像素电路的像素信号输出端连接，以输出所述复合电流；
[0013]所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的漏极共同作为所述电流源的叠加电流输入端，与所述开关电路连接，以接入所述叠加电流；
[0014]所述第一场效应管的栅极作为所述电流源的第一偏置电压输入端，以接入第一偏置电压；所述第二场效应管的栅极作为所述电流源的第二偏置电压输入端，以接入第二偏置电压；
[0015]所述第二场效应管的源极与电源地连接。
[0016]在其中一个实施例中，所述额外电流产生电路包括第五场效应管；
[0017]所述第五场效应管的源极与第一电源连接；
[0018]所述第五场效应管的栅极作为所述额外电流产生电路的像素信号电压输入端，与所述像素电路和所述电流源连接，以接入所述像素信号的电压；
[0019]所述第五场效应管的漏极作为所述额外电流产生电路的额外电流输出端，与所述电流镜电路连接，以输出所述额外电流。
[0020]在其中一个实施例中，所述电流镜电路包括第三场效应管和第四场效应管；
[0021]所述第三场效应管的漏极作为所述电流镜电路的叠加电流输出端，与所述开关电路连接，以输出所述叠加电流；
[0022]所述第四场效应管的漏极、所述第四场效应管的栅极以及所述第三场效应管的栅极共同作为所述电流镜电路的额外电流输入端，与所述额外电流产生电路连接，以接入所述额外电流；
[0023]所述第三场效应管的源极和所述第四场效应管的源极共接于电源地。
[0024]在其中一个实施例中，所述开关电路包括第六场效应管；
[0025]所述第六场效应管的栅极作为所述开关电路的控制信号输入端，以接入所述控制信号；
[0026]所述第六场效应管的源极作为所述开关电路的电流输入端，以接入所述叠加电流；
[0027]所述第六场效应管的漏极作为所述开关电路的电流输出端，以输出所述叠加电流。
[0028]在其中一个实施例中，所述电流镜电路包括第七场效应管、第1电流镜场效应管至第n电流镜场效应管；
[0029]所述第1电流镜场效应管的漏极至所述第n电流镜场效应管的漏极作为所述电流镜电路的叠加电流输出端，与所述开关电路连接，以输出所述叠加电流；
[0030]所述第七场效应管的漏极、所述第七场效应管的栅极、所述第1电流镜场效应管的栅极至所述第n电流镜场效应管的栅极共同作为所述电流镜电路的额外电流输入端，与所述额外电流产生电路连接，以接入所述额外电流；
[0031]所述第七场效应管的源极、所述第1电流镜场效应管的源极至所述第n电流镜场效应管的源极共接于电源地；
[0032]其中，n为大于1的自然数。
[0033]在其中一个实施例中，所述开关电路包括第1开关管至第n开关管；
[0034]所述第1开关管的栅极至所述第n开关管的栅极作为所述开关电路的控制信号输入端，以接入所述控制信号；
[0035]所述第1开关管的源极至所述第n开关管的源极作为所述开关电路的电流输入端，以接入所述叠加电流；
[0036]所述第1开关管的漏极至所述第n开关管的漏极作为所述开关电路的电流输出端，以输出所述叠加电流。
[0037]在其中一个实施例中，所述像素电路包括复位晶体管、传输晶体管、源极跟随晶体管、行选择晶体管以及光电转换元件；
[0038]所述复位晶体管的漏极和所述源极跟随晶体管的漏极共接于第二电源，所述复位晶体管的源极、所述源极跟随晶体管的栅极以及所述传输晶体管的源极共接于浮动扩散点，所述传输晶体管的漏极与所述光电转换元件的负极连接，所述源极跟随晶体管的源极与所述行选择晶体管的漏极连接，所述行选择晶体管的源极作为所述像素电路的输出端，
以输出像素信号，所述复位晶体管的栅极接入复位信号，所述行选择晶体管的栅极接入行选择信号，所述传输晶体管的栅极接入传输控制信号，所述光电转换元件的正极与电源地连接。
[0039]本技术实施例还提供一种图像传感器，所述图像传感器包括上述的像素信号输出电路。
[0040]本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：由于在电流源中引入的叠加电流使像素电路的输出电压迅速拉低以达到加快建立像素信号，减少了像素信号变化时建立所需时间，缩短了单行读出时间且提升了整体帧率。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术技术，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为本申请一实施例提供的像素信号输出电路的一种结构示意图；
[0043]图2为本申请一实施例提供的像素信号输出电路的一种示例电路原理图；
[0044]图3为本申请一实施例提供的像素信号输出电路的另一种示例电路原理图；
[0045]图4为图2所示的像素信号输出电路的一种时序图；
[0046]图5为图3所示的像素信号输出电路的一种时序图；
[0047]图6为图2所示的像素信号输出电路的另一种时序图；
[0048]图7为图3所示的像素信号输出电路的另一种时序图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种像素信号输出电路，其特征在于，包括：像素电路，配置为输出像素信号；额外电流产生电路，与所述像素电路连接，配置为当所述像素信号的电压小于预设电压时，根据所述像素信号的电压输出额外电流；电流镜电路，与所述额外电流产生电路连接，配置为对所述额外电流进行镜像以输出叠加电流；开关电路，与所述电流镜电路连接，配置为接入控制信号，并基于所述控制信号输出所述叠加电流；电流源，与所述像素电路和所述开关电路连接，配置为将所述叠加电流叠加在所述电流源的初始电流上，以形成叠加后的复合电流；基于所述复合电流，所述像素电路加速所述像素信号的建立速度。2.如权利要求1所述的像素信号输出电路，其特征在于，所述电流源包括第一场效应管和第二场效应管；所述第一场效应管的漏极与所述像素电路的像素信号输出端连接，以输出所述复合电流；所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的漏极共同作为所述电流源的叠加电流输入端，与所述开关电路连接，以接入所述叠加电流；所述第一场效应管的栅极作为所述电流源的第一偏置电压输入端，以接入第一偏置电压；所述第二场效应管的栅极作为所述电流源的第二偏置电压输入端，以接入第二偏置电压；所述第二场效应管的源极与电源地连接。3.如权利要求1所述的像素信号输出电路，其特征在于，所述额外电流产生电路包括第五场效应管；所述第五场效应管的源极与第一电源连接；所述第五场效应管的栅极作为所述额外电流产生电路的像素信号电压输入端，与所述像素电路和所述电流源连接，以接入所述像素信号的电压；所述第五场效应管的漏极作为所述额外电流产生电路的额外电流输出端，与所述电流镜电路连接，以输出所述额外电流。4.如权利要求1所述的像素信号输出电路，其特征在于，所述电流镜电路包括第三场效应管和第四场效应管；所述第三场效应管的漏极作为所述电流镜电路的叠加电流输出端，与所述开关电路连接，以输出所述叠加电流；所述第四场效应管的漏极、所述第四场效应管的栅极以及所述第三场效应管的栅极共同作为所述电流镜电路的额外电流输入端，与所述额外电流产生电路连接，以接入所述额外电流；所述第三场效应管的源极和所述第四场效应管的源极共接于电源地。5.如权利要求4所述的像素信号输出电路，其特征在于，所述开关电路包括第六场效应管；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁畅，杨光，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：