【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路设计，特别涉及一种比较器、读出电路和图像传感器。
技术介绍
1、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。随着各类应用要求的不断提高，cis分辨率、帧率也需不断提高，因此cis的读出电路面积也需随之增加，导致芯片成本增加。在保证cis性能的情况下，尽可能降低cis读出电路的面积已成为成本管控的主要手段。
2、现有常用的cis读出电路的结构如图1所示，包括像素单元、耦合电容c01、c02、尾电流源vb_rcs(含有一尾电流源管ms)、比较器和计数器等，其中，耦合电容c01、c02、尾电流源vb_rcs、比较器和计数器共同构成了模数转换单元。在此结构下，若要降低cis读出电路的面积，除了缩减像素尺寸，最重要的是降低模数转换单元的面积。
3、然而，现有的模数转换单元中，耦合电容c01、c02、尾电流源vb_rcs和比较器电路占用了较大的面积，而这种模数转换单元由于其比较器的电路结构，必须需要双耦合电容和rcs尾电流源才能保证正常工作，这便导致模数转换单元的面积难以缩减，进而导致cis读出电路的面积无法得到有效缩减。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种比较器、读出电路和图像传感器，以至少解决现有图像传感器的读出电路的面积无法得到有效缩减的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种比较器，所述比较器仅包括第一放大管、尾电流源、第一运放单元和第二运放单元；所述第一运放单元和所
3、可选的，在所述的比较器中，所述第一放大管和所述尾电流源均为场效应管；所述第一放大管的源极与所述第一运放单元和第二运放单元相连；所述尾电流源的漏极与所述第一运放单元和第二运放单元相连。
4、可选的，在所述的比较器中，所述第一运放单元仅包括第二放大管、第三放大管和复位管；所述第二放大管的源极与所述第一放大管的源极相连，栅极与所述隔直电容和所述复位管的源极相连，漏极与所述复位管的漏极和所述第三放大管的漏极相连；第三放大管的源极与所述尾电流源相连；所述复位管的栅极用于接收比较器复位信号；其中，斜坡信号通过所述隔直电容输入。
5、可选的，在所述的比较器中，所述第二运放单元仅包括第四放大管和第五放大管；所述第四放大管的源极与所述第一放大管的源极相连，栅极与所述复位管的漏极相连，漏极与所述第五放大管的漏极相连并引出输出端口以输出比较信号；所述第五放大管的源极与所述尾电流源相连。
6、可选的，在所述的比较器中，所述比较器被配置为：
7、当所述比较器复位信号有效时，所述比较器复位，且所述第二放大管和所述第四放大管组成电流镜；
8、当所述比较器复位信号由有效变无效，且所述斜坡信号拉高时，所述比较信号的电压被增大拉高；
9、当所述斜坡信号开始下降时，所述比较信号的电压被减小拉低。
10、为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种读出电路，所述读出电路仅包括像素单元、计数器、隔直电容和如上任一项所述的比较器；所述比较器的第一输入端与所述像素单元相连以接收所述像素单元输出的像素信号，第二输入端通过所述隔直电容接入斜坡信号，输出端与所述计数器相连。
11、可选的，在所述的读出电路中，所述第一放大管与所述像素单元的放大管为同一个晶体管。
12、可选的，在所述的读出电路中，所述隔直电容的电容值为100～200ff。
13、为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种图像传感器，所述图像传感器包括如上任一项所述的读出电路。
14、可选的，在所述的图像传感器中，所述图像传感器包括多个所述像素单元，多个所述像素单元按照预设方式与同一所述比较器的第一输入端相连。
15、可选的，在所述的图像传感器中，所述图像传感器还包括：
16、译码驱动器，用于产生像素控制信号，以控制所述像素单元按预设逻辑输出所述像素信号；
17、斜坡发生器，通过所述隔直电容与所述比较器的第二输入端相连，以对所述比较器提供斜坡信号；
18、输出信号处理模块，与所述计数器的输出端相连，以对所述计数器输出的数字信号进行处理；
19、时序控制器，用于产生时序控制信号，所述时序控制信号包括比较器复位信号和计数器复位信号；所述比较器复位信号用于使所述比较器复位，所述计数器复位信号用于使所述计数器复位。
20、本专利技术提供的比较器、读出电路和图像传感器，所述比较器仅包括第一放大管、尾电流源、第一运放单元和第二运放单元；所述第一运放单元和所述第二运放单元共用所述第一放大管和所述尾电流源；所述第一运放单元用于接收斜坡信号，所述第二运放单元用于输出比较信号。本专利技术提供的比较器能够在保证具有现有比较器功能和性能的同时有效简化自身的电路结构，且由于该比较器的电路结构，能够在保证读出电路功能和性能的同时省去尾电流源和耦合电容，如此使得在保证图像传感器性能的同时，有效减小了读出电路的面积，进而不仅能够降低读出电路的成本，还能够降低读出电路的功耗并减轻图像传感器芯片的散热压力，解决了现有图像传感器的读出电路的面积无法得到有效缩减的问题。
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1.一种比较器，其特征在于，所述比较器仅包括第一放大管、尾电流源、第一运放单元和第二运放单元；所述第一运放单元和所述第二运放单元共用所述第一放大管和所述尾电流源；所述第一运放单元用于通过隔直电容接收斜坡信号，所述第二运放单元用于输出比较信号。
2.根据权利要求1所述的比较器，其特征在于，所述第一放大管和所述尾电流源均为场效应管；所述第一放大管的源极与所述第一运放单元和第二运放单元相连；所述尾电流源的漏极与所述第一运放单元和第二运放单元相连。
3.根据权利要求2所述的比较器，其特征在于，所述第一运放单元仅包括第二放大管、第三放大管和复位管；所述第二放大管的源极与所述第一放大管的源极相连，栅极与所述隔直电容和所述复位管的源极相连，漏极与所述复位管的漏极和所述第三放大管的漏极相连；第三放大管的源极与所述尾电流源相连；所述复位管的栅极用于接收比较器复位信号；其中，斜坡信号通过所述隔直电容输入。
4.根据权利要求3所述的比较器，其特征在于，所述第二运放单元仅包括第四放大管和第五放大管；所述第四放大管的源极与所述第一放大管的源极相连，栅极与所述复位管的漏极
5.根据权利要求4所述的比较器，其特征在于，所述比较器被配置为：
6.一种读出电路，其特征在于，所述读出电路仅包括像素单元、计数器、隔直电容和如权利要求1～5任一项所述的比较器；所述比较器的第一输入端与所述像素单元相连以接收所述像素单元输出的像素信号，第二输入端通过所述隔直电容接入斜坡信号，输出端与所述计数器相连。
7.根据权利要求6所述的读出电路，其特征在于，所述第一放大管与所述像素单元的放大管为同一个晶体管。
8.根据权利要求6所述的读出电路，其特征在于，所述隔直电容的电容值为100～200fF。
9.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括如权利要求6～8任一项所述的读出电路。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括多个所述像素单元，多个所述像素单元按照预设方式与同一所述比较器的第一输入端相连。
11.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种比较器，其特征在于，所述比较器仅包括第一放大管、尾电流源、第一运放单元和第二运放单元；所述第一运放单元和所述第二运放单元共用所述第一放大管和所述尾电流源；所述第一运放单元用于通过隔直电容接收斜坡信号，所述第二运放单元用于输出比较信号。
2.根据权利要求1所述的比较器，其特征在于，所述第一放大管和所述尾电流源均为场效应管；所述第一放大管的源极与所述第一运放单元和第二运放单元相连；所述尾电流源的漏极与所述第一运放单元和第二运放单元相连。
3.根据权利要求2所述的比较器，其特征在于，所述第一运放单元仅包括第二放大管、第三放大管和复位管；所述第二放大管的源极与所述第一放大管的源极相连，栅极与所述隔直电容和所述复位管的源极相连，漏极与所述复位管的漏极和所述第三放大管的漏极相连；第三放大管的源极与所述尾电流源相连；所述复位管的栅极用于接收比较器复位信号；其中，斜坡信号通过所述隔直电容输入。
4.根据权利要求3所述的比较器，其特征在于，所述第二运放单元仅包括第四放大管和第五放大管；所述第四放大管的源极与所述第一放大管的源极相连，栅极与所述复位管的漏极相连，漏极...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏天，蔡化，陈飞，俞城，褚星梦，
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：
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