图像传感器和集成电路的制作方法

文档序号:28068757发布日期:2021-12-18 00:06阅读:195来源:国知局
图像传感器和集成电路的制作方法

1.本公开总体上涉及一种电子系统,并且,在特定实施例中,涉及一种用于图像传感器的转换速率控制电路。


背景技术:

2.图像传感器检测并传送图像的信息。图像传感器可以用cmos传感器来实现。常规的cmos传感器包括多个cmos有源像素传感器(aps)结构,其可以用钳位光电二极管来实现。例如,如图1所示,cmos aps像素100可以用钳位光电二极管102、复位晶体管104、选择晶体管108和源极跟随器晶体管106来实现。可以通过将电压施加到钳位光电二极管102的控制端(未示出)来使能或禁用钳位光电二极管102。
3.在正常操作期间,复位晶体管104被复位以将晶体管106的栅极处的电压设置为v
rst
(其中,v
rst
可以与v
dd
相同),从而清除光电二极管102的积分电荷。当复位晶体管104关断时,基于光电二极管102接收的光的强度的光电二极管的电压由源极跟随器晶体管106缓冲,并且当选择晶体管108导通时可以在列总线col中被读取。
4.一些图像传感器可以以滚动快门(rolling shutter,卷帘快门)模式操作,在滚动快门模式中,通过逐行或逐列扫描场景以及还通过逐行或逐列读取所捕获的场景来捕获图像。换句话说,行(或列)顺序地集成和采样图像。与滚动快门模式相反,一些图像传感器可以以全局快门模式操作,在全局快门模式中,图像传感器的所有像素被同时集成和采样,从而在同一时刻捕获整个图像,在读出阶段期间,图像恢复仍然以逐行或逐列扫描模式操作。


技术实现要素:

5.上述传感器在操作中可能会在电压轨中出现电压尖峰,本公开的实施例旨在提供具有改进性能的图像传感器和集成电路。
6.根据实施例,图像传感器包括:第一电压轨和第二电压轨;第一调节器,具有耦合到第一电压轨的输出并且被配置为生成第一调节电压;第二调节器,具有耦合到第二电压轨的输出并且被配置为生成低于第一调节电压的第二调节电压;以及多个像素,耦合到第一电压轨和第二电压轨。多个像素中的每个像素包括:第一存储电容器和第二存储电容器;第一晶体管,具有耦合到第一存储电容器的电流路径;第二晶体管,具有耦合到第二存储电容器的电流路径;以及第三晶体管,耦合在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间。第三晶体管被配置为当图像传感器以全局快门模式操作时,将在第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且当图像传感器以滚动模式操作时,将在第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,第一转换速率小于第二转换速率。
7.在一些实施例中,其中第三晶体管被配置为:仅在第一晶体管或第二晶体管从第一状态到第二状态的转变期间,将第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间的电流的转换速率限制为第一转换速率。
8.在一些实施例中,第一状态为高并且对应于第一调节电压,并且其中第二状态为低并且对应于第二调节电压。
9.在一些实施例中,其中第三晶体管被耦合在第二晶体管的控制端与第二电压轨之间。
10.在一些实施例中,每个像素还包括第四晶体管,第四晶体管被耦合在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间,其中第四晶体管被配置为:当图像传感器以全局快门模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且当图像传感器以滚动模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,第一转换速率小于第二转换速率。
11.在一些实施例中,多个像素中的激活像素的第二晶体管中的每个第二晶体管的控制端的聚集电容在全局快门模式期间比在滚动模式期间大至少100倍。
12.在一些实施例中,在全局快门模式期间,多个像素中的激活像素的第二晶体管中的每个第二晶体管的控制端的聚集电容比与第一电压轨或第二电压轨相关联的电容大至少50倍。
13.在一些实施例中,每个像素还包括第一电流镜,第一电流镜包括第三晶体管和第四晶体管。
14.在一些实施例中,第一电流镜具有m:1的比率,其中m为大于1的正整数。
15.在一些实施例中,m为100。
16.在一些实施例中,每个像素还包括第二电流镜,第二电流镜被耦合在第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间,其中第一电流镜在滚动模式期间被禁用,并且其中第二电流镜在全局快门模式期间被禁用。
17.在一些实施例中,第二电流镜具有1:1的比率。
18.在一些实施例中,第三晶体管被耦合在第二晶体管的控制端与第二电压轨之间,并且其中每个像素还包括:第一开关,被耦合在第二电压轨与第三晶体管的控制端之间;以及第二开关,被耦合在第二电压轨与第二电流镜之间,其中第一开关被配置为在滚动模式期间接通,并且其中第二开关被配置为在全局快门模式期间接通。
19.在一些实施例中,每个像素还包括钳位光电二极管。
20.在一些实施例中,每个像素还包括:第四晶体管,具有耦合到钳位光电二极管的控制端;以及电流贴片,被耦合到第一晶体管的电流路径。
21.根据实施例,一种集成电路包括:第一内部低压差线性稳压器(ldo),被配置为在第一电压轨处生成第一调节电压,其中,第一内部ldo未耦合到集成电路外部的补偿电容器;第二内部ldo,被配置为在第二电压轨处生成第二调节电压,其中,第二内部ldo未耦合到集成电路外部的补偿电容器,并且其中,第二调节电压低于第一调节电压;以及图像传感器,包括多个图像传感器像素,该多个图像传感器像素以行和列布置并且耦合到第一电压轨和第二电压轨,其中,多个图像传感器像素中的每个图像传感器像素包括:第一存储电容器和第二存储电容器;第一晶体管,具有耦合到第一存储电容器的电流路径;第二晶体管,具有耦合到第二存储电容器的电流路径;以及第三晶体管,耦合在第一晶体管的控制端与第二电压轨之间,其中,第三晶体管被配置为当图像传感器以全局快门模式操作时,将在第
一晶体管的控制端与第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且,当图像传感器以滚动模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,第一转换速率小于第二转换速率。
22.在一些实施例中,其中第三晶体管被配置为:仅在第二晶体管从第一状态到第二状态的转变期间,将第二晶体管的控制端与第二电压轨之间的电流的转换速率限制为第一转换速率,其中第一状态对应于第一调节电压,并且其中第二状态对应于第二调节电压。
23.本公开的方案避免了全局快门模式期间电压轨中的尖峰,并且避免了滚动模式期间的读出数据错误。
附图说明
24.为了更完整地理解本实用新型及其优点,现在参考以下结合附图的描述,其中:
25.图1示出了示例性cmos传感器像素的示意图;
26.图2a和图2b分别示出了根据本实用新型的实施例的cmos图像传感器和cmos图像传感器的像素的示意图;
27.图3示出了根据本实用新型的实施例的图2b的像素的信号波形;
28.图4示出了根据本实用新型的实施例的图2b的栅极驱动器的可能实现;
29.图5示出了在不限制图4的栅极驱动器中的电流的情况下,图2a和图2b的cmos传感器的像素的电压轨和信号的可能波形;
30.图6示出了根据本实用新型的实施例的图4的控制器的至少一部分的可能实现;
31.图7示出了根据本实用新型的实施例的图4的控制器的至少一部分的可能实现;以及
32.图8示出了根据本实用新型的实施例的在全局快门模式期间如图7所示实现的图2a和图2b的cmos传感器的像素的电压轨和信号的波形。
33.除非另有说明,否则不同附图中对应的数字和符号一般指对应的部分。附图是为了清楚地示出优选实施例的相关方面而绘制的,并且未必是按比例绘制的。
具体实施方式
34.下面详细讨论所公开的实施例的制作和使用。然而,应当理解,本实用新型提供了许多可应用的创造性概念,这些创造性概念可以在广泛的各种特定上下文中体现。所讨论的具体实施例仅是制造和使用本实用新型的具体方式的说明,而不限制本实用新型的范围。
35.以下描述示出了各种具体细节以提供对根据描述的几个示例性实施例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下,或者通过其他方法、部件、材料等来获得实施例。在其他情况下,未详细示出或描述已知的结构、材料或操作,以便不模糊实施例的不同方面。在本说明书中对“实施例”的参考指示关于实施例描述的特定配置、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此,可能出现在本描述的不同点处的诸如“在一个实施例中”的短语不必完全指代相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何适当的方式组合特定的形成、结构或特征。
36.本实用新型的实施例将在特定上下文中描述,用于以全局快门模式和滚动模式操
作并且具有共享调节器的cmos图像传感器的转换速率控制电路。一些实施例可以用于例如可以受益于组合调节器的其他电路。例如,一些实施例可以用于成像应用,诸如摄影、面部识别和汽车应用。
37.在本实用新型的实施例中,生成高电压轨的第一内部调节器和生成低电压轨的第二内部调节器在cmos图像传感器的所有像素上被共享。可以在高电压轨或低电压轨中生成的尖峰由可基于cmos图像传感器是以全局快门模式还是以滚动模式操作来配置的转换速率控制电路抑制。
38.根据实施例,一种方法包括:在耦合到图像传感器的多个像素的第一电压轨处生成第一电压;在耦合到多个像素的第二电压轨处生成第二电压,其中,第二电压不同于第一电压;将第一晶体管的控制端的第一信号从第一电压转变为第二电压,其中,第一晶体管具有耦合到第一存储电容器的电流路径;在将第一信号从第一电压转变为第二电压之后,将第二晶体管的控制端的第二信号从第一电压转变为第二电压,其中,第二晶体管具有耦合到第二存储电容器的电流路径;在将第二信号从第一电压转变为第二电压之后,将第二信号从第二电压转变为第一电压;并且在第二信号从第二电压到第一电压的转变期间,当图像传感器处于全局快门模式时,将在第一晶体管或第二晶体管的控制端与第一电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且,当图像传感器处于滚动模式时,将在第一晶体管或第二晶体管的控制端与第一电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,其中,第一转换速率小于第二转换速率。
39.图2a和图2b分别示出了根据本实用新型的实施例的cmos图像传感器250和像素200的示意图。如图2a所示,cmos图像传感器250包括cmos传感器阵列252,其包括以行和列布置的多个cmos像素200。cmos图像传感器250还包括内部调节器220和222。如稍后将更详细地描述的,内部调节器220和222在cmos图像传感器250的所有像素200上被共享。在一些实施例中,cmos图像传感器250可以在集成电路(ic)内部的单片衬底中实现。
40.如图2b所示,每个像素200包括钳位光电二极管(pinned photodiode)102、复位晶体管202、选择晶体管218、源极跟随器晶体管204、存储控制晶体管206、208和210、存储电容器212和214以及栅极驱动器232和234。可以通过将电压施加到钳位光电二极管102的控制端(未示出)来使能或禁用钳位光电二极管102。
41.在正常操作期间,复位晶体管104被复位以将晶体管204的栅极处的电压设置为v
rst
(其中,v
rst
可以例如与v
dd
相同),从而清除光电二极管102的集成电荷。当复位晶体管104被关断并且光电二极管102被使能时,基于光电二极管102接收的光的强度(随时间积分)的节点fd处的电压由源极跟随器晶体管204缓冲到节点v
204
。通过切换存储控制晶体管208和210来采样节点v
204
,以便将电压v
204
存储到存储电容器212和214中。当像素被选择用于在列总线col处读出时(通过导通晶体管218),所存储的电压v
214
通过源极跟随器216传送到v
out
。以已知的方式执行读取输出电压v
out
,并且从而读取由光电二极管102接收的光的强度。
42.栅极驱动器232和234分别生成信号s
208
和s
210
,以控制存储控制晶体管208和210。如图2b所示,信号s
208
和s
210
可以具有低电压v
l
或高电压v
h
。作为非限制性示例,在一些实施例中,低电压v
l
和高电压v
h
分别为例如0.4v和3.3v。可以使用其他电压。
43.在一些实施例中,如图2b所示,栅极驱动器232和234可以操作为反相器。在其他实施例中,栅极驱动器232和234可以操作为缓冲器或电平移位器。
44.电压v
h
和v
l
分别由共享的内部调节器220和222生成。内部调节器220和222可以实现为例如没有外部补偿电容器(在cmos图像传感器250的ic外部)的ldo。
45.在一些图像传感器中,限制ldo的数量例如以降低功耗可能是有利的。在一些实施例中,与对所有栅极驱动器232使用两个专用调节器和对所有栅极驱动器234使用两个附加专用调节器相比,在cmos图像传感器250的所有像素的栅极驱动器232和234上共享调节器220和222有利地使cmos图像传感器的功耗最小化。
46.图3示出了根据本实用新型的实施例的像素200的信号s
208
和s
210
的波形。图4示出了根据本实用新型的实施例的栅极驱动器232和234的可能实现。图4还示出了寄生电容402、404、406和408。
47.在一些实施例中,内部调节器220和222不具有外部电容器(在cmos图像传感器250的ic外部)。电容406和408(其可以是寄生电容器和实际内部电容器的组合,或者仅是寄生电容器)可以相对较小。例如,在一些实施例中,电容406和408的数量级为pf,诸如50pf。
48.在滚动模式下,同时激活cmos图像传感器250的所有像素200的子集(例如,行)。激活的像素200的电容402和404的数量级可以是pf,诸如1pf至3pf。
49.在全局快门模式下,同时激活cmos图像传感器250的所有像素200。取决于全局模式中的行数,全局快门模式期间激活的像素200的电容402和404可以大于滚动模式期间像素200的电容402和404的100倍(诸如大于1000倍)。例如,在一些实施例中,电容402和404的数量级可以是nf,诸如2.4nf。
50.在一些实施例中,激活的像素200的聚集电容402和404比电容406和408高至少50倍。
51.发明人注意到,在全局快门模式期间,如果电流i
224
、i
226
、i
228
和i
230
不受限制或控制(例如,由于电容402和404与电容406和408之间的电荷转移,其中,电容402和404大于电容406和408),则在存储控制晶体管208和210的转换期间,电压轨v
h
和v
l
中可能出现尖峰。例如,图5示出了在全局快门模式期间且没有限制电流i
224
、i
226
、i
228
和i
230
的高电压轨v
h
、低电压轨v
l
以及信号s
210
和s
208
的可能波形。在图5所示的示例中,电压轨v
h
和v
l
的目标值分别为3.3v和0.4v。
52.在一些实施例中,ldo 220和ldo 222的大小可以被设定为能够独立地驱动s
208
或s
210
,并且还能够同时驱动它们。在一些实施例中,ldo尺寸可受功耗和硅面积的约束。对于s
208
和/或s
210
的独立控制,一些实施例通过控制流入ldo 220和/或ldo 222的输出端的电流的转换速率,有利地避免了在信号s
208
和s
210
的独立控制期间可能由ldo 220和ldo 222与信号s
208
和s
210
之间的交互产生的干扰引起的伪影。
53.如图5所示,当信号s
210
在时间t4从高转变为低时,(例如,通过从来自所有像素200的电容404流动的电流i
230
)低电压轨v
l
中的尖峰被生成到电容408中。低电压轨v
l
中的这种电压尖峰可以高到足以提升信号s
208
以在不期望的时间(例如,在时间t4)导通或部分导通存储控制晶体管208。
54.在本实用新型的实施例中,耦合到电压轨的栅极驱动器控制存储控制晶体管的栅极,并且在存储控制晶体管的转换期间控制或限制经由栅极驱动器从存储控制晶体管的栅极流入电压轨的电流的转换速率,例如,以减小电压轨中的电压尖峰。
55.在一些实施例中,通过调整耦合在栅极驱动器与电压轨之间的晶体管的rdson来
控制流入或流出电压轨的电流的转换速率。例如,如图4所示,控制器450使用信号s
412
和s
416
控制晶体管412和416的rdson(即,晶体管的电流路径的导通电阻),以限制流入低电压轨v
l
的电流。在一些实施例中,流入或流出低电压轨v
l
的初始电流与高电压轨与低电压轨之间的差(v
h

v
l
)成比例,并且与晶体管412和416的rdson成反比。
56.在一些实施例中,基于调节器的输出能力来限制电流的转换速率。例如,如果调节器222具有i
220
的最大驱动电流,则流入电容408的电流的转换速率受到限制,使得流入电容408的电流的转换速率不超过i
220

57.控制器450可以使用信号s
410
和s
414
控制晶体管410和414的rdson,以类似方式限制流入或流出高电压轨v
h
的电流。
58.在一些实施例中,在每个栅极驱动器232和234内部实现控制器450。也可以在栅极驱动器232和234外部实现控制器450。
59.在一些实施例中,控制器450仅在信号s
208
和s
210
的转换期间调整晶体管410、412、414和416的rdson,而在其余时间期间使晶体管410、412、414和416完全导通。控制器450调整流入或流出电压轨v
l
和v
h
的电流的转换速率的转换时间可以具有μs数量级的持续时间,诸如3μs至5μs。也可以使用不同的持续时间。
60.在一些实施例中,转换速率控制有利地允许共享用于多个控制开关的调节器,这可以有利地减少功耗和/或硅面积。
61.图6示出了根据本实用新型的实施例的用于控制晶体管416的转换速率的控制器450的可能实现。应当理解,控制器450还可以实现用于控制晶体管410、412和414的转换速率的类似电路。
62.在正常操作期间,参考电流i
ref
可以被设置为第一值i
ref1
(其完全导通晶体管416)。在信号s
210
和/或s
208
的转换期间,参考电流i
ref
可以被设置为限制电流i
230
的第二值i
ref2
。第二值i
ref2
可以基于电压轨v
h
和v
l
的值以及电容402、404、406和408来设置。应当理解,第一值i
ref1
和第二值i
ref2
也可以基于电流镜610的比率。
63.在一些实施例中,电流i
ref1
和i
ref2
可以由单个电流源(例如,通过调节电流的大小)生成。在其他实施例中,电流i
ref1
和i
ref2
中的每一个由专用电流源生成,该专用电流源基于要注入晶体管602的电流被复用。在另一实施例中,电流i
ref1
和i
ref2
可以通过改变电流镜610的比率而被生成。其他实现也是可能的。
64.发明人注意到,在实现全局快门模式(例如,用于图像采集)和滚动模式(例如,用于图像恢复)两者的实施例中,在全局快门模式期间防止电压轨中的尖峰的转换速率控制可以减慢滚动模式期间的操作,这可以导致读出数据错误。
65.在一些实施例中,转换速率控制允许降低调节器驱动能力和消耗,并且对于全局快门模式和滚动模式独立地控制定时序列。
66.在本实用新型的实施例中,转换速率控制基于cmos图像传感器的操作模式(例如,全局快门模式或滚动模式)。例如,在一些实施例中,电流镜610的比率在滚动模式期间为1:1,并且在全局模式期间为m:1,其中,m高于1,诸如100。也可以使用其他值(大于100或小于100)。在一些实施例中,m的值基于全局快门模式期间的电容402和404的比率,以及滚动模式期间的电容402和404的比率。
67.图7示出了根据本实用新型的实施例的用于控制晶体管416的转换速率的控制器450的可能实现。应当理解,控制器450还可以实现用于控制晶体管410、412和414的转换速率的类似电路。
68.在全局快门模式期间,信号glb_en被置为有效(例如,高),而信号rol_en被置为无效(例如,低)。在滚动模式期间,信号glb_en被置为无效(例如,低),而信号rol_en被置为有效(例如,高)。
69.如图7所示,在全局快门模式期间,电流镜710被启用(开关704被打开,并且开关706被闭合),而电流镜760被禁用(开关754被闭合,并且开关756被打开)。
70.在全局快门模式中,可以基于参考电流i
702
的值、来自多个晶体管708的激活的晶体管的数量(例如,使用开关709)以及m的值来生成电流i
602a
以控制电流i
230
的转换速率,例如,以避免低电压轨v
l
中的尖峰。
71.在滚动模式中,可以基于参考电流i
752
的值、来自多个晶体管758的激活的晶体管的数量(例如,使用开关759)以及n的值来生成电流i
602b
以控制电流i
230
的转换速率,例如,以避免读出数据错误(例如,通过允许更多的电流,并且因此,当与全局快门模式相比时使电路更快)。
72.在一些实施例中,n等于1。在一些实施例中,电流i
702
可以大于电流i
752
。在一些实施例中,可以避免开关709和759。在一些实施例中,可以避免开关706和756(例如,通过以另一种方式启用/禁用多个晶体管708和758)。
73.开关704、706、709、754、756和759可以以本领域已知的任何方式(诸如,通过使用mosfet)来实现。
74.如图7所示,通过具有用于全局快门模式(例如,电路701)和滚动模式(例如,751)的专用转换速率控制电路,一些实施例有利地避免了全局快门模式期间电压轨中的尖峰,并且避免了滚动模式期间的读出数据错误,同时通过共享内部调节器(例如,220和222)来优化功耗。一些实施例允许使用不具有外部补偿电容器(无输出电容器的调节器)的内部调节器(例如,220和222),从而有利地减少图像传感器的引脚数量和/或pcb中的占用面积。
75.图8示出了根据本实用新型的实施例的在全局快门模式期间的高电压轨v
h
、低电压轨v
l
以及信号s
210
和s
208
的波形。图8的波形对应于具有如图7所示实现的控制器450的像素200的波形。
76.如图8所示,在一些实施例中,控制器450仅在时间δt1和δt2(经由晶体管410和/或414)以及时间δt3和δt4(经由晶体管412和/或416)期间应用转换速率控制。在一些实施例中,时间δt1等于时间δt2,并且时间δt3等于时间δt4。
77.如图8所示,在时间δt4期间,低电压轨v
l
的尖峰的低频分量(可以耦合到信号s
208
的频率分量)不超过50mv(与图5中的约1.35v相比),并且尖峰到信号s
208
的对应耦合有利地小于晶体管208的导通阈值(例如,其可以为0.5v至0.6v),并且不会导致晶体管208导通。如图8所示,在时间δt2期间,高电压轨v
h
的尖峰的低频分量不超过50mv(与图5中的约2.5v相比)。
78.这里总结了本实用新型的示例实施例。也可以从本文提交的说明书和权利要求书的整体理解其他实施例。
79.示例1:一种图像传感器,包括:第一电压轨和第二电压轨;第一调节器,具有耦合
到第一电压轨的输出并且被配置为生成第一调节电压;第二调节器,具有耦合到第二电压轨的输出并且被配置为生成低于第一调节电压的第二调节电压;以及多个像素,耦合到第一电压轨和第二电压轨,其中,多个像素中的每个像素包括:第一存储电容器和第二存储电容器;第一晶体管,具有耦合到第一存储电容器的电流路径;第二晶体管,具有耦合到第二存储电容器的电流路径;以及第三晶体管,耦合在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间,其中第三晶体管被配置为当图像传感器以全局快门模式操作(例如,用于图像采集)时,将在第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且当图像传感器以滚动模式操作(例如,用于图像读出)时,将在第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,第一转换速率小于第二转换速率。
80.示例2:根据示例1的图像传感器,其中,第三晶体管被配置为仅在第一晶体管或第二晶体管从第一状态转换到第二状态期间将第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间的电流的转换速率限制为第一转换速率。
81.示例3:根据示例1或2中的一个的图像传感器,其中,第一状态为高并且对应于第一调节电压,并且其中,第二状态为低并且对应于第二调节电压。
82.示例4:根据示例1至3中的一个的图像传感器,其中,第三晶体管耦合在第二晶体管的控制端与第二电压轨之间。
83.示例5:根据示例1至4中的一个的图像传感器,其中,每个像素还包括耦合在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间的第四晶体管,其中,第四晶体管被配置为当图像传感器以全局快门模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且当图像传感器以滚动模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,第一转换速率小于第二转换速率。
84.示例6:根据示例1至5中的一个的图像传感器,其中,多个像素中的激活像素的第二晶体管中的每个第二晶体管的控制端的聚集电容在全局快门模式期间比在滚动模式期间大至少100倍。
85.示例7:根据示例1至6中的一个的图像传感器,其中,在全局快门模式期间,多个像素中的激活像素的第二晶体管中的每个第二晶体管的控制端的聚集电容比与第一电压轨或第二电压轨相关联的电容大至少50倍。
86.示例8:根据示例1至7中的一个的图像传感器,其中,每个像素还包括第一电流镜,第一电流镜包括第三晶体管和第四晶体管。
87.示例9:根据示例1至8中的一个的图像传感器,其中,第一电流镜具有m:1的比率,其中,m为大于1的正整数。
88.示例10:根据示例1至9中的一个的图像传感器,其中,m为100。
89.示例11:根据示例1至10中的一个的图像传感器,每个像素还包括耦合在第二晶体管的控制端与第一电压轨或第二电压轨之间的第二电流镜,其中,第一电流镜在滚动模式期间被禁用,并且其中,第二电流镜在全局快门模式期间被禁用。
90.示例12:根据示例1至11中的一个的图像传感器,其中,第二电流镜具有1:1的比率。
91.示例13:根据示例1至12中的一个的图像传感器,其中,第三晶体管耦合在第二晶体管的控制端与第二电压轨之间,并且其中,每个像素还包括:第一开关,耦合在第二电压轨与第三晶体管的控制端之间;以及第二开关,耦合在第二电压轨与第二电流镜之间,其中,第一开关被配置为在滚动模式期间接通,并且其中,第二开关被配置为在全局快门模式期间接通。
92.示例14:根据示例1至13中的一个的图像传感器,其中,每个像素还包括钳位光电二极管。
93.示例15:根据示例1至14中的一个的图像传感器,其中,每个像素还包括:第四晶体管,具有耦合到钳位光电二极管的控制端;以及电流贴片(current patch),耦合到第一晶体管的电流路径。
94.示例16:一种方法,包括:在耦合到图像传感器的多个像素的第一电压轨处生成第一电压;在耦合到多个像素的第二电压轨处生成第二电压,其中,第二电压不同于第一电压;将第一晶体管的控制端处的第一信号从第一电压转变为第二电压,其中,第一晶体管具有耦合到第一存储电容器的电流路径;在将第一信号从第一电压转变为第二电压之后,将第二晶体管的控制端的第二信号从第一电压转变为第二电压,其中,第二晶体管具有耦合到第二存储电容器的电流路径;在将第二信号从第一电压转变为第二电压之后,将第二信号从第二电压转变为第一电压;并且在第二信号从第二电压到第一电压的转变期间,当图像传感器处于全局快门模式时,将在第一晶体管或第二晶体管的控制端与第一电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且当图像传感器处于滚动模式时,将在第一晶体管或第二晶体管的控制端与第一电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,其中,第一转换速率小于第二转换速率。
95.示例17:根据示例16的方法,其中,第一电压约为0.4v,并且第二电压约为3.3v。
96.示例18:根据示例16或17中的一个的方法,还包括:在将第二信号从第二电压转变为第一电压之后,将第一信号从第二电压转变为第一电压。
97.示例19:一种集成电路,包括:第一内部ldo,被配置为在第一电压轨处生成第一调节电压,其中,第一内部ldo未耦合到集成电路外部的补偿电容器;第二内部ldo,被配置为在第二电压轨处生成第二调节电压,其中,第二内部ldo未耦合到集成电路外部的补偿电容器,并且其中,第二调节电压低于第一调节电压;以及图像传感器,包括多个图像传感器像素,该多个图像传感器像素以行和列布置并且耦合到第一电压轨和第二电压轨,其中,多个图像传感器像素中的每个图像传感器像素包括:第一存储电容器和第二存储电容器;第一晶体管,其具有耦合到第一存储电容器的电流路径;第二晶体管,其具有耦合到第二存储电容器的电流路径;以及第三晶体管,其耦合在第一晶体管的控制端与第二电压轨之间,其中,第三晶体管被配置为当图像传感器以全局快门模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第一转换速率,并且当图像传感器以滚动模式操作时,将在第一晶体管的控制端与第二电压轨之间流动的电流的转换速率限制为第二转换速率,第一转换速率小于第二转换速率。
98.示例20:根据示例19的集成电路,其中,第三晶体管被配置为仅在第二晶体管从第一状态到第二状态的转变期间将第二晶体管的控制端与第二电压轨之间的电流的转换速率限制为第一转换速率,其中,第一状态对应于第一调节电压,并且其中,第二状态对应于
第二调节电压。
99.尽管已经参考说明性实施例描述了本实用新型,但是该描述不旨在以限制性意义来解释。参考描述,说明性实施例以及本实用新型的其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员将是显而易见的。因此,所附权利要求旨在涵盖任何这样的修改或实施例。
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