CMOS图像传感器及其工作方法技术

本发明专利技术提供一种CMOS图像传感器及其工作方法，所述图像传感器包括衬底以及在所述衬底上形成的光学传感区、浮动扩散区、转移晶体管、复位晶体管以及泄放晶体管，该图像传感器还具有一控制模块。此外，所述图像传感器的工作方法为所述控制模块通过比较参考电位Vref和浮动扩散区的电压值VFD，来判定所述浮动扩散区是否饱和，并根据饱和程度选择性地输出不同的电压值作为所述泄放晶体管的栅压，以控制该泄放晶体管的开关状态和打开程度，从而将所述光学传感区过多的光生载流子泄放掉，提高了所述图像传感器的动态范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像传感器，特别是涉及一种具有高动态范围的CMOS图像传感器及其工作方法。
技术介绍
图像传感器是构成数字摄像头的主要部件之一，被广泛应用于数码成像、航空航天以及医疗影像等领域。图像传感器根据元件的不同，可分为CXD (Charge CoupledDevice,电荷稱合兀件)和 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)两大类。CXD图像传感器除了大规模应用于数码相机外，还广泛应用于摄像机、扫描仪，以 及工业领域等。值得一提的是，在医学中为诊断疾病或进行显微手术等而对人体内部进行的拍摄中，也大量应用了 CCD图像传感器及相关设备。在天文摄影与各种夜视设备中，也广泛应用到CCD图像传感器。CMOS图像传感器正在数码相机、PC摄像机、移动通信产品等领域得到日益广泛的应用。CXD图像传感器和CMOS图像传感器都是采用光电二极管收集入射光，并将其转换为能够进行图像处理的电荷。对于这种采用光电二极管的图像传感器，当没有入射光时仍然有输出电流，即“暗电流”，来自光电二极管的暗电流可能作为被处理图像中的噪声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CMOS图像传感器，至少包括一衬底，形成于所述衬底上的光学传感区、浮动扩散区、连接于所述光学传感区与浮动扩散区之间的转移晶体管、以及连接所述浮动扩散区的复位晶体管，其特征在于，所述图像传感器还包括：控制模块，具有第一输入端、第二输入端以及输出端；所述第一输入端连接一参考电位Vref；所述第二输入端连接所述浮动扩散区，该第二输入端的电位即为所述浮动扩散区的电位VFD；泄放晶体管，其栅极与所述控制模块的输出端相连接，其源极连接所述光学传感区，其漏极连接所述衬底；当浮动扩散区的电位VFD小于参考电位Vref时，所述控制模块输出一电压VG1，使所述泄放晶体管导通或部分导通；当浮动扩散区的电位VFD...

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器，至少包括一衬底，形成于所述衬底上的光学传感区、浮动扩散区、连接于所述光学传感区与浮动扩散区之间的转移晶体管、以及连接所述浮动扩散区的复位晶体管，其特征在于，所述图像传感器还包括 控制模块，具有第一输入端、第二输入端以及输出端；所述第一输入端连接一参考电位Vref;所述第二输入端连接所述浮动扩散区，该第二输入端的电位即为所述浮动扩散区的电位V ； 泄放晶体管，其栅极与所述控制模块的输出端相连接，其源极连接所述光学传感区，其漏极连接所述衬底； 当浮动扩散区的电位Vfd小于参考电位Vm时，所述控制模块输出一电压Vei，使所述泄放晶体管导通或部分导通； 当浮动扩散区的电位Vfd大于或等于参考电位Vref时，所述控制模块无输出信号或输出一电压\2，使所述泄放晶体管截止。2.根据权利要求I所述的CMOS图像传感器，其特征在于所述光学传感区为PN结形成的感光二极管、PIN 二极管或光门。3.根据权利要求I所述的CMOS图像传感器，其特征在于所述控制模块为模数转换模块、比较器、或多路选择器。4.根据权利要求I所述的CMOS图像传感器，其特征在于所述参考电位VMf大于或等于所述浮动扩散区饱和时的电位。5.根据权利要求I所述的CMOS图像传感器，其特征在于所述控制模块的输出电压Ivgi大于或等于所述泄放晶体管的阈值电压|va|，输出电压|vG2小于所述泄放晶体管的阈值电压IvthU6.根据权利要求5所述的CMOS图像传感器，其特征在于所述控制模块的输出电压Vgi 为 O. 7VU. 8V 或 3. 3V。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：苗田乐，方娜，田犁，汪辉，陈杰，
申请(专利权)人：上海中科高等研究院，
类型：发明
国别省市：