專利名稱：用于將輸入信號(hào)放大和輸出的輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將輸入信號(hào)放大和輸出的輸出電路，尤其涉及在半導(dǎo)體集成電路中提供的輸出電路。更具體的是，本發(fā)明涉及用于在固態(tài)圖像傳感裝置中放大和輸出信號(hào)電荷的輸出電路。
背景技術(shù)：
圖4中所舉例說(shuō)明的輸出電路已經(jīng)用于在固態(tài)圖像傳感裝置中放大和輸出信號(hào)電荷。輸出電路10借助于光敏二極管光電地轉(zhuǎn)換入射光，放大并輸出經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)(輸入信號(hào))。輸出電路10由放大器A11和用于激活外部電路的源極跟隨器S11組成。電力是通過(guò)經(jīng)由公用電源線提供電源VDD1而提供給放大器A11和源極跟隨器S11的。
在輸出電路10中，由輸入信號(hào)引起的調(diào)制電流Im是在輸出電路中放大響應(yīng)入射光的輸入信號(hào)的時(shí)候生成的。由于流過(guò)具有電阻Rv的電源線的調(diào)制電流Im，電源電壓的波動(dòng)在ΔV＝Im×Rv內(nèi)。電源電壓的波動(dòng)誘發(fā)了放大器A11的特性波動(dòng)，結(jié)果既使輸出信號(hào)波動(dòng)，又導(dǎo)致了輸出波形失真。
一種用于改善波形失真的輸出電路在編號(hào)為3106436的日本專利中公開(kāi)了。編號(hào)為3106436的日本專利中所描述的輸出電路的配置在圖5中示出。對(duì)于源極跟隨器S11和放大器A11中的每一個(gè)，輸出電路11具有獨(dú)立的電源。調(diào)制電流生成主要是因?yàn)樵礃O跟隨器。這個(gè)技術(shù)通過(guò)把要連在放大器A11和源極跟隨器S11上的電源線分開(kāi)，以便防止把由源極跟隨器S11的調(diào)制電流引起的電源電壓的波動(dòng)傳給放大器A11，從而減小了波形失真。
在實(shí)際電路中，兩級(jí)放大器有時(shí)用作源極跟隨器的前級(jí)。因而在有多個(gè)放大級(jí)的時(shí)候該發(fā)明人已建議了基于圖5中的配置的圖6中所說(shuō)明的配置。
但是已從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，波形失真比預(yù)期的要大。此外該波形失真的級(jí)別被認(rèn)為是與固態(tài)圖像傳感裝置的CCD輸出電路不合宜的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種輸出電路，它包括第一放大器，接收輸入信號(hào)，其電力是經(jīng)由第一電源線來(lái)提供的；以及第二放大器，其進(jìn)一步放大來(lái)自第一放大器的輸出信號(hào)，且電力是通過(guò)與第一電源線無(wú)關(guān)的第二電源線來(lái)提供的。
也就是，由在第二放大器中生成的調(diào)制電流所引起的電源電壓的波動(dòng)不會(huì)影響第一放大器的電源，因?yàn)閷?duì)于第一和第二放大器來(lái)說(shuō)，電源是分開(kāi)的。這表明由調(diào)制電流引起的輸出波動(dòng)既不會(huì)被第一放大器放大也不會(huì)被第二放大器放大。這樣來(lái)自輸出電路的輸出信號(hào)中的波形失真能夠因而得到降低。


根據(jù)下面結(jié)合附圖的說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其它目的、優(yōu)點(diǎn)以及特征會(huì)更加顯而易見(jiàn)，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸出電路的配置的圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的輸出電路的配置的圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的輸出電路的配置的圖；圖4是示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的輸出電路的配置的圖；圖5是示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的輸出電路的另一配置的圖；圖6是示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的輸出電路的另外的配置的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將在此參考說(shuō)明性的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道許多替換實(shí)施例都可以利用本發(fā)明的教導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明不受限于出于說(shuō)明性的目的而舉例說(shuō)明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例以下參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸出電路100的圖。A1和A2是放大器，而S1是具有與傳統(tǒng)技術(shù)中的那些相似的功能的源極跟隨器。由NMOS反相器組成的反相放大器可以用于放大器A1和A2。放大器A1響應(yīng)輸入信號(hào)IN而進(jìn)行反相和放大。經(jīng)放大器A1放大的信號(hào)被輸入到放大器A2中，被進(jìn)一步反相、放大，然后經(jīng)由源極跟隨器S1輸出作為輸出信號(hào)OUT。注意，在用于固態(tài)圖像傳感裝置的輸出電路的情況中，輸出信號(hào)OUT常常是由射極跟隨器來(lái)接收的。
為了在多個(gè)放大器中避免來(lái)自電源電壓波動(dòng)的影響，放大器和源極跟隨器應(yīng)當(dāng)一個(gè)一個(gè)單獨(dú)地提供電力。但是對(duì)于在半導(dǎo)體集成電路中提供的輸出電路來(lái)說(shuō)，由于布圖的限制，只允許提供兩個(gè)獨(dú)立電源線。
因此，如圖6中所示，發(fā)明人已考慮到把放大器A11和A21的電源與源極跟隨器S11的電源分開(kāi)，以便由源極跟隨器S11的調(diào)制電流所引起的電源電壓波動(dòng)不會(huì)影響放大器A11和A21。還是存在由放大器引起的要生成的調(diào)制電流，雖然它的數(shù)量小于由源極跟隨器所產(chǎn)生的調(diào)制電流。而且，來(lái)自反相放大器的輸出電壓對(duì)電源電壓波動(dòng)敏感。因此發(fā)明人已考慮到，即使由放大器A21所生成的調(diào)制電流小，來(lái)自輸出電路10的輸出信號(hào)中的波形失真還是會(huì)更大。這是因?yàn)檎鹫{(diào)制電流的電源電壓波動(dòng)使連在公用電源線上的放大器A11的輸出信號(hào)波動(dòng)，因此波動(dòng)后的輸出信號(hào)被放大器A21進(jìn)一步放大。
在上述考慮之下，作為由發(fā)明人所實(shí)施的各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得出這樣的結(jié)論，經(jīng)由公用電源線給放大器A2和源極跟隨器S1提供電源VDD1，并經(jīng)由與電源線1無(wú)關(guān)的電源線2給放大器A1提供電源VDD2。也就是，用于向放大器A1提供電源VDD2的電源線2是與用于向放大器A2和源極跟隨器S1提供電源VDD1的電源線1電氣地分開(kāi)的。如前所述，通過(guò)把放大器A2和源極跟隨器S1的電源與放大器A1的電源分開(kāi)，就沒(méi)有由調(diào)制電流Im引起的電壓波動(dòng)ΔV被施加在放大器A1上，即使是在調(diào)制電流Im是由放大器A2和源極跟隨器S1生成的時(shí)候。這樣，放大器A2不會(huì)進(jìn)一步放大由電源電壓波動(dòng)輸出和波動(dòng)的信號(hào)。
盡管調(diào)制電流Im主要是由于源極跟隨器S1而生成的，調(diào)制電流Im還是變得相對(duì)地小，因?yàn)樵谠礃O跟隨器S1的后續(xù)級(jí)中連接的射極跟隨器是通過(guò)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)的。因此即使在調(diào)制電流是由源極跟隨器S1生成的時(shí)候，調(diào)制電流對(duì)放大器A2也只有小的由調(diào)制電流引起的電源電壓波動(dòng)的影響。而且來(lái)自源極跟隨器S1的輸出幾乎不隨電源電壓的改變而改變。
因此，即使電力是經(jīng)由公用電源線1提供給放大器A2和源極跟隨器S1的，輸出波形失真也能夠通過(guò)電氣地分開(kāi)用于放大器A1和放大器A2的電源線而有效地得到降低。
第二實(shí)施例圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的輸出電路200的配置。與圖1中所說(shuō)明的第一實(shí)施例的情況中一樣，輸出電路200包括放大器A1、A2和源極跟隨器S1。在圖2中，和圖1中的那些組成部分一致的組成部分是用和那些組成部分一致的參考數(shù)字來(lái)表示的，在此省略了其詳細(xì)描述。
與圖1中的電路不同的是，源極跟隨器S2連在輸出電路200中放大器A1的后續(xù)的級(jí)中。提供了源極跟隨器S2以便調(diào)節(jié)放大器A2的電壓操作點(diǎn)。電源VDD2是經(jīng)由公用電源線2提供給源極跟隨器S2和放大器A1的。放大器A2和源極跟隨器S1的電源是與放大器A1和源極跟隨器S2的電源無(wú)關(guān)地提供的。
考慮到連在源極跟隨器S2上的放大器A2是由NMOS反相器構(gòu)成的反相放大器且是通過(guò)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)的，盡管放大器A1和源極跟隨器S2是經(jīng)由公用電源線2來(lái)提供電力的，由源極跟隨器S2所引起的調(diào)制電流還是相對(duì)地小。因此，即使在調(diào)制電流是由源極跟隨器S2生成的時(shí)候，在放大器A1上還是只有小的由調(diào)制電流引起的電源電壓波動(dòng)的影響。
如上所述，該配置既降低了放大器A1和A2之間的電源電壓波動(dòng)的影響，又降低了輸出信號(hào)OUT中的波形失真。
第三實(shí)施例圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的輸出電路300的圖。
輸出電路300示出了一個(gè)在對(duì)彩色CCD固態(tài)圖像傳感裝置應(yīng)用第三實(shí)施例的時(shí)候的實(shí)例，其中藍(lán)、綠和紅的濾色器是在光接收部分上形成的。如圖3中所示，輸出電路部分31、32和33是分別提供給相應(yīng)于每一顏色的輸入信號(hào)IN(藍(lán))、IN(綠)和IN(紅)的。由于輸出電路部分31至33的配置基本相同，在下文中描述了輸出電路部分31的配置。
輸出電路部分31接收輸入信號(hào)IN(藍(lán))，用放大器A1B和A2B放大輸入信號(hào)IN(藍(lán))，并經(jīng)由源極跟隨器S1B將其輸出作為輸出信號(hào)OUT(藍(lán))。電源VDD2是經(jīng)由公用電源線2而提供給初始級(jí)中的放大器A1B、A1G和A1R的，放大器A1B、A1G和A1R分別包含在輸出電路部分31至33中。其它放大器A2B、A2G、A2R與源極跟隨器S1B、S1G和S1R是經(jīng)由與電源線2無(wú)關(guān)的公用電源線1來(lái)提供電源VDD1的。
在前面所描述的配置降低了相應(yīng)于所述三個(gè)顏色的輸出電路部分的每一輸出信號(hào)的波形失真。
由于這個(gè)實(shí)施例是根據(jù)本發(fā)明而具體加以描述的，所以在具有多個(gè)放大器的輸出電路中，輸出信號(hào)中的波形失真的降低可以通過(guò)一個(gè)一個(gè)單獨(dú)地提供電力給放大器A1和A2來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施例中，所有GND線都是共同使用的，但是通過(guò)以與電源線相同的方式電氣地分開(kāi)GND線，輸出信號(hào)中的波形失真可以進(jìn)一步得到降低。盡管這個(gè)實(shí)施例使用了用于固態(tài)圖像傳感裝置的輸出電路作為實(shí)例，但是它并不受限于此。
顯然本發(fā)明不受限于上述實(shí)施例，它可以在不偏離該發(fā)明的范圍和精神的情況下加以修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種輸出電路，其包括第一放大器，接收輸入信號(hào)，是經(jīng)由第一電源線來(lái)提供電力的；以及第二放大器，進(jìn)一步放大由第一放大器放大的信號(hào)，且是經(jīng)由與第一電源線無(wú)關(guān)的第二電源線來(lái)提供電力的。
2.如權(quán)利要求1所述的輸出電路，還包括第一源極跟隨器電路，被輸入由第二放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第二電源線來(lái)提供電力的。
3.如權(quán)利要求1所述的輸出電路，還包括第二源極跟隨器電路，被輸入由第一放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第一電源線來(lái)提供電力的。
4.如權(quán)利要求1所述的輸出電路，其中第一和第二放大器是反相放大器。
5.如權(quán)利要求1所述的輸出電路，其中所述輸出電路在固態(tài)圖像傳感裝置中放大并輸出信號(hào)電荷。
6.一種輸出電路，其包括第一放大器，接收第一輸入信號(hào)；第二放大器，進(jìn)一步放大由第一放大器放大的信號(hào)；第三放大器，接收第二輸入信號(hào)；第四放大器，進(jìn)一步放大由第三放大器放大的信號(hào)；第五放大器，接收第三輸入信號(hào)；以及第六放大器，進(jìn)一步放大由第五放大器放大的信號(hào)，其中，第一、第三和第五放大器是經(jīng)由第一電源線來(lái)提供電力的，而第二、第四和第六放大器則是經(jīng)由與第一電源線無(wú)關(guān)的第二電源線來(lái)提供電力的。
7.如權(quán)利要求6所述的輸出電路，還包括第一源極跟隨器電路，被輸入由第二放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第二電源線來(lái)提供電力的；第二源極跟隨器電路，被輸入由第四放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第二電源線來(lái)提供電力的；以及第三源極跟隨器電路，被輸入由第六放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第二電源線來(lái)提供電力的。
8.如權(quán)利要求6所述的輸出電路，還包括第四源極跟隨器電路，被輸入由第一放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第一電源線來(lái)提供電力的；第五源極跟隨器電路，被輸入由第三放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第三電源線來(lái)提供電力的；第六源極跟隨器電路，被輸入由第五放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由第五電源線來(lái)提供電力的。
9.如權(quán)利要求6所述的輸出電路，其中第一、第二、第三、第四、第五和第六放大器是反相放大器。
10.如權(quán)利要求6所述的輸出電路，其中所述輸出電路在固態(tài)圖像傳感裝置中放大和輸出信號(hào)電荷，并且第一、第二和第三信號(hào)各自對(duì)應(yīng)于不同的顏色。
全文摘要
一種輸出電路，其包括接收輸入信號(hào)且是經(jīng)由第一電源線來(lái)提供電力的第一放大器，以及進(jìn)一步放大由第一放大器放大的信號(hào)且是經(jīng)由與第一電源線無(wú)關(guān)的第二電源線來(lái)提供電力的第二放大器。
文檔編號(hào)H03F3/34GK1855699SQ20061007731
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
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