一种减小图像传感器行驱动电路负压负载的方法与流程

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种减小图像传感器行驱动电路负压负载的方法。

背景技术：

1、在cmos图像传感器中，通过复位可以使光电二极管中多余电荷被移除，电子快门使光电二极管可以存储电荷，然后所存储的电荷作为电压信号输出到垂直信号线。

2、cmos图像传感器的像素电路一般包括传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管，像素电路由行驱动电路来驱动。

3、目前现有的cmos图像传感器中，行驱动信号产生传输信号tg，传输信号tg通过传输线施加到传输晶体管tx的栅极，其中传输晶体管tx的势垒较低，需要负压进行关断。而随着图像传感器阵列的规模进一步扩大，行线负载大大增加，寄生效应增大，单侧行驱动信号的瞬态响应速度进一步减慢，严重的影响了远端像元的成像。为了解决该问题，亟需一种可以减少行驱动电路负压负载的方法。

技术实现思路

1、基于上述描述的问题，本发明提出一种减小图像传感器行驱动电路负压负载的方法，通过控制行驱动电路的时序，使得所述行驱动电路所产生的tx控制信号电压分段下降或上升，进而实现减小图像传感器行驱动电路负压负载。

2、进一步的，所述tx控制信号电压为脉冲信号电压，所述脉冲信号电压分为至少两段逐级下降和/或上升。

3、进一步的，所述行驱动电路至少包括三个cmos晶体管。

4、进一步的，所述cmos晶体管为至少一个pmos管和/或至少一个nmos管。

5、进一步的，所述行驱动电路被配置为：

6、在所述图像传感器的一个行操作中，第一时刻，所述传输信号被从第三电压v3拉至第一电压v1，第二时刻，所述传输信号被拉至v2，第三时刻，所述传输信号被拉至第三电压v3，其中v1>v2>v3，其中第三电压v3为负电压，以实现所述传输信号分段下降。其相应的行驱动电路为包括耦接高电压端的第一pmos晶体管和耦接低电压端的第一nmos晶体管、耦接接地端的第二nmos晶体管组合而成，且所述第一pmos晶体管、所述第一nmos晶体管、所述第二nmos晶体管相互之间独立控制。

7、所述行驱动电路被配置为：

8、在所述图像传感器的一个行操作中，第一时刻，所述传输信号被从第三电压v3拉至第一电压v1，第二时刻，所述传输信号被拉至v2，第三时刻，所述传输信号被拉至第三电压v3，其中v1>v2>v3，以实现所述传输信号分段下降；

9、或，在所述图像传感器的一个行操作中，第一时刻，所述传输信号被从第三电压v3拉至电压v0，第二时刻，所述传输信号被拉至第一电压v1，第三时刻，所述传输信号被拉至v2，第四时刻，所述传输信号被拉至第三电压v3，其中v1>v0>v2>v3，其中所述第三电压v3为负电压，以实现传输信号的电压分段上升和下降。其相应的行驱动电路为包括耦接高电压端的第一pmos晶体管及第二pmos晶体管、耦接低电压端的第一nmos晶体管、耦接接地端的第二nmos晶体管组合而成，且所述第一pmos晶体管、所述第二pmos晶体管、所述第一nmos晶体管、所述第二nmos晶体管相互之间独立控制。

10、进一步的，在所述图像传感器的一个行操作中，第一时刻t1，使所述第一pmos晶体管导通，第一nmos晶体管和第二nmos晶体管关断，进而使得所述传输信号电压为第一电压v1；第二时刻t2，使所述第一pmos晶体管和所述第一nmos晶体管关断，第二nmos晶体管导通，进而使得所述传输信号电压为第二电压v2；第三时刻t3，使所述第一pmos晶体管和所述第二nmos晶体管关断，第一nmos晶体管导通，进而使得所述传输信号电压为第三电压v3；其中v1>v2>v3。

11、进一步的，所述图像传感器每行设置一个所述驱动电路作为局部驱动，或，整个图像传感器设置一个所述驱动电路作为全局驱动。

12、进一步的，各个时刻之间的时长可以根据实际所需要减少的负载合理调整。

13、第二方面，本发明实施例还提供基于前述任一项所述方法的图像传感器，包括：含像素的行和列的阵列、连接到阵列的第一数量n个像素的第一数量n个连接线；每个所述行连接具有转移晶体管控制信号的行驱动电路；所述行驱动电路选择性地将多个逐级下降和/或上升的控制信号电压施加到所述转移晶体管的栅极，以降低所述行驱动电路负压负载。

14、与现有技术相比本发明技术方案具有以下有益效果：本发明通过控制操作时序，一方面将传输信号tg电压分段逐级上升和/或下降来显著减小txl的负载，另一方面通过控制分段下降的时间间隔进一步改变txl负载减小的程度，实现降低行驱动电路的功耗的功能，优化了图像传感器的成像性能，加强了对像元阵列的可靠控制，结构简单，支持图像传感器芯片的拼接复用，可移植性强，可靠性高。

技术特征：

1.一种减小图像传感器行驱动电路负压负载的方法，其特征在于，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

10.一种图像传感器，其特征在于，至少包括：

技术总结
本发明公开一种减小图像传感器行驱动电路负压负载的方法，提出将传输晶体管的栅极电压设置为分段上升或下降，以减小图像传感器中负压负载，进一步的，上升或下降的各时间段可以适当调整以更多的减小负载，实现降低行驱动电路的功耗的功能，优化了图像传感器的成像性能，加强了对像元阵列的可靠控制，结构简单，支持图像传感器芯片的拼接复用，可移植性强，可靠性高。

技术研发人员：张家华,李鹏
受保护的技术使用者：格科微电子（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17