【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子电路，具体地说，本专利技术涉及具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路。
技术介绍
1、有源像素传感器由有源像素组成，每个像素包含一个或多个mosfet放大器，可将光生电荷转换为电压、放大信号电压并降低噪声。
2、对比文件(cn113630567a)公开了一种读出电路。所述读出电路耦接到像素电路，用于从所述像素电路读出信号。所述读出电路包括偏置电路。所述偏置电路包括共源共栅晶体管及偏置晶体管。所述共源共栅晶体管的第一端耦接到所述偏置电路的输出端及所述像素电路。所述共源共栅晶体管的第二端耦接到所述偏置晶体管的第一端。所述偏置晶体管的第二端耦接到负电压。本专利技术的读出电路能够有效地从像素电路的浮动扩散节点读出信号。
3、上述对比文件中所采用的像素电路，即为现有技术中经常使用的3t(3个晶体管)有源像素传感器(aps)，如图1所示为其具体的结构。现有的3taps像素电路，通过一个tft晶体管实现放大的功能，但是放大tft晶体管的阈值电压的均一性不好会给信号引入噪声，使得输出结果偏离原本的数据信号。
4、综上，本专利技术提出了一种具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服现有技术的不足，提出了一种具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，以达到实现像素中信号电压的多级放大，源极跟随器阈值电压的自补偿，以及减少由本专利技术所述电路构成的级联电路的驱动电路数量的目的。
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3、所述光电二极管pd的正极连接偏置电压信号vbias，所述光电二极管pd的负极连接所述晶体管t1的第一端；
4、所述晶体管t1的控制端连接补偿电压信号gcomp，所述晶体管t1的第二端连接所述晶体管t3的第一端；
5、所述电容c1的一端连接读信号gread，所述电容c1的另一端连接所述晶体管t3的控制端；
6、所述晶体管t2的第一端连接所述晶体管t3的控制端，所述晶体管t2的控制端连接补偿电压信号gcomp，所述晶体管t2的第二端连接所述晶体管t3的第二端；
7、所述晶体管t4的第一端连接电源电压vdd，所述晶体管t4的第一端连接所述晶体管t3的第一端；所述晶体管t5的第一端连接所述晶体管t3的第二端，所述晶体管t5的第二端作为输出端；所述晶体管t4和晶体管t5的控制端都连接读信号gread。
8、进一步，所述的所有晶体管配置为nmos型晶体管，对应的所述的所有晶体管的第一端为漏极、控制端为栅极、第二端为源极。
9、进一步，当所述晶体管t1、晶体管t2和晶体管t3导通，所述晶体管t4、晶体管t5截止时，所述偏置电压信号vbias驱动所述光电二极管pd在其负极产生信号电压，所述信号电压给所述电容c1充电，即将所述信号电压转移到电容c1上形成电压vp，所述电压vp施加在所述晶体管t3的栅-源端，用于补偿所述晶体管t3的阈值电压vth。进一步，所述电压vp通过所述电容c1和所述光电二极管pd内结电容的容值比进行调整。进一步，通过增大所述读电压信号gread，放大与其耦合的所述电容c1的电压vp，所述放大后的电压vp即为初级放大的信号电压。
10、进一步，当所述晶体管t3处于放大状态、晶体管t4、晶体管t5导通，所述晶体管t1、晶体管t2截止时，所述初级放大的信号电压经过所述晶体管t3的放大后从所述晶体管t5的输出端输出。
11、进一步，在至少两个所述电路构成的级联电路中，第n级电路的读电压信号gread等于第n+1级电路的补偿电压信号gcomp。进一步，所述读电压信号gread和补偿电压信号gcomp由同一个驱动电路输出。
12、进一步，所述电路还包括晶体管t6，所述晶体管t6的第一端连接参考电压vref，所述晶体管t6的控制端连接复位信号reset，所述晶体管t6的第二端连接所述晶体管t3的控制端。
13、本专利技术的技术效果为：
14、(1)通过晶体管t1、t2、t3和电容c1、光电二极管pd构成的自补偿电路实现了对晶体管t3(在本专利技术中为源极跟随器)的阈值电压的补偿；
15、(2)在保留晶体管t3信号放大的基础上，通过电容c1耦合拉升信号电压，实现了多级信号放大，增强了信号放大效果；
16、(3)在本专利技术构成的级联电路中，第n级电路的读电压信号gread等于第n+1级电路的补偿电压信号gcomp，可以实现仅用一个驱动电路进行驱动；
17、(4)通过晶体管t4、t5的串联减小了电源电压vdd的影响；
18、(5)增加了复位功能，便于为晶体管t3的栅极提供启动与重置电压。
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1.具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述电路包括光电二极管PD、晶体管T1、晶体管T2、晶体管T3、晶体管T4、晶体管T5、电容C1，其中：
2.根据权利要求1所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述的所有晶体管配置为NMOS型晶体管，对应的所述的所有晶体管的第一端为漏极、控制端为栅极、第二端为源极。
3.根据权利要求1所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：当所述晶体管T1、晶体管T2和晶体管T3导通，所述晶体管T4、晶体管T5截止时，所述偏置电压信号Vbias驱动所述光电二极管PD在其负极产生信号电压，所述信号电压给所述电容C1充电，即将所述信号电压转移到电容C1上形成电压Vp，所述电压Vp施加在所述晶体管T3的栅-源端，用于补偿所述晶体管T3的阈值电压Vth。
4.根据权利要求3所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述电压Vp通过所述电容C1和所述光电二极管PD内结电容的容值比进行调整。
5.根据权利要求3或4所述
6.根据权利要求5所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：当所述晶体管T3处于放大状态、晶体管T4、晶体管T5导通，所述晶体管T1、晶体管T2截止时，所述初级放大的信号电压经过所述晶体管T3的放大后从所述晶体管T5的输出端输出。
7.根据权利要求1所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：在至少两个所述电路构成的级联电路中，第n级电路的读电压信号Gread等于第n+1级电路的补偿电压信号Gcomp。
8.根据权利要求7所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述读电压信号Gread和补偿电压信号Gcomp由同一个驱动电路输出。
9.根据权利要求1或2所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述电路还包括晶体管T6，所述晶体管T6的第一端连接参考电压VREF，所述晶体管T6的控制端连接复位信号reset，所述晶体管T6的第二端连接所述晶体管T3的控制端。
...【技术特征摘要】
1.具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述电路包括光电二极管pd、晶体管t1、晶体管t2、晶体管t3、晶体管t4、晶体管t5、电容c1，其中：
2.根据权利要求1所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述的所有晶体管配置为nmos型晶体管，对应的所述的所有晶体管的第一端为漏极、控制端为栅极、第二端为源极。
3.根据权利要求1所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：当所述晶体管t1、晶体管t2和晶体管t3导通，所述晶体管t4、晶体管t5截止时，所述偏置电压信号vbias驱动所述光电二极管pd在其负极产生信号电压，所述信号电压给所述电容c1充电，即将所述信号电压转移到电容c1上形成电压vp，所述电压vp施加在所述晶体管t3的栅-源端，用于补偿所述晶体管t3的阈值电压vth。
4.根据权利要求3所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，其特征在于：所述电压vp通过所述电容c1和所述光电二极管pd内结电容的容值比进行调整。
5.根据权利要求3或4所述的具有多级放大及像素内自补偿的有源像素传感器电路，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，路遥，
申请(专利权)人：芜湖迪钛飞光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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