專(zhuān)利名稱(chēng)：具有輸出噪聲降低機(jī)制的圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示案涉及具有讀出噪聲降低機(jī)制的圖像傳感器。明確地說(shuō)，本揭示案的各方面 涉及具有模擬輸出平均機(jī)制的互補(bǔ)金屬氧化物硅(CMOS)圖像傳感器。
背景技術(shù)：
與使用膠巻來(lái)俘獲和存儲(chǔ)圖像的傳統(tǒng)相機(jī)不同，如今的數(shù)碼相機(jī)使用固態(tài)圖像傳感 器來(lái)獲取圖像。此類(lèi)圖像傳感器通常設(shè)置在含有排列成像素陣列的上百萬(wàn)個(gè)光電裝置 (例如，光電二極管)的指甲大小的硅芯片上。曝光期間，每一光電裝置通過(guò)將光能轉(zhuǎn) 換為聚集的電荷來(lái)記錄入射光的強(qiáng)度或亮度。接著可讀出每一光電裝置記錄的亮度，并 將其存儲(chǔ)為數(shù)字信號(hào)。
圖1說(shuō)明用于獲取圖像的代表性固態(tài)圖像傳感器ioo。圖像傳感器ioo包含經(jīng)由轉(zhuǎn)
移晶體管104連接到浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106的光電二極管102。浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106又連接到可緩沖來(lái) 自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106的信號(hào)的源跟隨器晶體管108。源跟隨器晶體管108的輸出經(jīng)由行選擇 晶體管IIO連接到列位線116。浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106還電連接到重設(shè)晶體管112，所述重設(shè)晶 體管112的源極連接到參考電壓線114。
在操作中，首先接通重設(shè)晶體管112以將浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106設(shè)定為參考電壓Vdd。接著， 接通轉(zhuǎn)移晶體管104以將聚集的電荷從光電二極管102轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106。因此，浮 動(dòng)節(jié)點(diǎn)106獲取新的電壓。源跟隨器晶體管108接著將浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)106處的新的電壓緩沖 到列位線116上。
與現(xiàn)有技術(shù)圖像傳感器IOO相關(guān)聯(lián)的一個(gè)問(wèn)題是，在低光級(jí)下不能將實(shí)際信號(hào)與噪 聲進(jìn)行區(qū)分。圖像傳感器100的每一晶體管可(例如)通過(guò)電荷載流子的熱攪動(dòng)、電荷 載流子的捕集和從晶體管陷阱(trap)的釋放或其它機(jī)制而產(chǎn)生噪聲。此類(lèi)噪聲本質(zhì)上 是暫時(shí)的且并非確定性的。因此，即使相同量的光入射在圖像傳感器IOO上，圖像傳感 器IOO的輸出也可能不時(shí)地變化。因此，這些噪聲源可使低光圖像質(zhì)量降級(jí)并限制圖像 傳感器100的使用。
一種現(xiàn)有技術(shù)方法通過(guò)在數(shù)字域中將圖像的兩個(gè)連續(xù)幀進(jìn)行平均來(lái)降低此類(lèi)噪聲。 然而，存在與這種常規(guī)技術(shù)相關(guān)聯(lián)的許多缺點(diǎn)。首先，處理期間存儲(chǔ)連續(xù)幀所需的額外 芯片上/芯片外存儲(chǔ)裝置可能大大增加所需的芯片面積和相關(guān)聯(lián)的制造成本。第二，將兩
個(gè)連續(xù)幀進(jìn)行平均會(huì)使可用的幀速率降低50%。因此，實(shí)施此技術(shù)的成像裝置對(duì)于高速 成像應(yīng)用可能不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于CMOS圖像傳感器的讀出電路，其包括
第一取樣晶體管；第二取樣晶體管；平均晶體管，其將所述第一和第二取樣晶體管 電串聯(lián)連接；重設(shè)取樣晶體管；以及差分裝置，其連接到所述重設(shè)取樣晶體管以及所述 第一和/或第二取樣晶體管。
一種并入有用于CMOS圖像傳感器的讀出電路的圖像記錄裝置，其包括
第一取樣晶體管；第二取樣晶體管；平均晶體管，其將所述第一和第二取樣晶體管 電串聯(lián)連接；重設(shè)取樣晶體管；以及差分裝置，其連接到所述重設(shè)取樣晶體管以及所述 第一和/或第二取樣晶體管，其中所述圖像記錄裝置包含靜態(tài)相機(jī)、攝像機(jī)、蜂窩式電話、 錄像機(jī)和個(gè)人數(shù)據(jù)助理中的至少一者。
一種用于圖像傳感器的讀出電路，其包括 第一取樣晶體管，其電連接到信號(hào)源，用于從所述信號(hào)源獲得第一模擬信號(hào)；第二取 樣晶體管，其連接到所述第一取樣晶體管，用于從所述信號(hào)源獲得第二模擬信號(hào)；以及 平均晶體管，其電串聯(lián)連接到所述第一和第二取樣晶體管，用于從浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得平均模 擬信號(hào)。
一種并入有用于圖像傳感器的讀出電路的半導(dǎo)體芯片，其包括 第一取樣晶體管，其電連接到信號(hào)源，用于從所述信號(hào)源獲得第一模擬信號(hào)；第二取 樣晶體管，其連接到所述第一取樣晶體管，用于從所述信號(hào)源獲得第二模擬信號(hào)；以及
平均晶體管，其電串聯(lián)連接到所述第一和第二取樣晶體管，用于從浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得平均模 擬信號(hào)。
一種用于降低來(lái)自光傳感像素的輸出噪聲的方法包括從含有在積分周期期間產(chǎn)生的 聚集電荷的浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第一模擬信號(hào)；在從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得所述第一模擬信號(hào)之后 從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第二模擬信號(hào)；以及將所述第一和第二模擬信號(hào)進(jìn)行平均以從所述 浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得平均模擬信號(hào)。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖像傳感器的示意圖。
圖2是具有輸出噪聲降低機(jī)制并根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例配置的圖像傳感器的示意圖。圖3是展示操作圖2的圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖。
圖4是展示操作圖2的圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果的輸出電壓圖表。
圖5是并入有具有輸出噪聲降低機(jī)制并根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例配置的多個(gè)圖像傳感器的
半導(dǎo)體芯片的示意圖。
圖6是并入有具有輸出噪聲降低機(jī)制并根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例配置的多個(gè)圖像傳感
器的半導(dǎo)體芯片的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本揭示案描述具有輸出噪聲降低機(jī)制的圖像傳感器。將了解，提供下文陳述的細(xì)節(jié) 中的若干細(xì)節(jié)是為了以足以使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用所揭示的實(shí)施例的 方式描述以下實(shí)施例。然而，下文描述的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)中的若干者可能并非實(shí)踐本發(fā)明的
某些實(shí)施例所必需的。另外，本發(fā)明可包含在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)但未參看圖2-6詳細(xì) 描述的其它實(shí)施例。
圖2說(shuō)明具有輸出噪聲降低機(jī)制并根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例配置的圖像傳感器200。圖像 傳感器200包含像素元件201，其用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。像素元件201包含轉(zhuǎn)移 晶體管204，轉(zhuǎn)移晶體管204將光傳感元件202連接到浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206。光傳感元件202 可包含光電二極管、光電門(mén)、釘扎式光電二極管或其它適宜的光傳感裝置中的至少一者。 浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206又連接到源跟隨器晶體管208和重設(shè)晶體管212，所述重設(shè)晶體管212連 接到處于Vdd的參考電壓線214。行選擇晶體管210接著將源跟隨器晶體管208的輸出 經(jīng)由列位線216連接到讀出電路203。列位線216可進(jìn)一步包含負(fù)載晶體管218，負(fù)載 晶體管218用于將偏置電流提供到源跟隨器晶體管208。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，像素元 件201配置為四晶體管(4T) CMOS有效像素。在其它實(shí)施例中，像素元件201可配置 為3T、 5T、 6T或7TCMOS，或配置為CCD像素。
圖像傳感器200的讀出電路203電連接到列位線216，用于對(duì)來(lái)自像素元件201的 電信號(hào)進(jìn)行取樣，并將經(jīng)取樣信號(hào)供應(yīng)到輸出線217。讀出電路203包含第一和第二取 樣晶體管220、 222、平均晶體管232、重設(shè)取樣晶體管234，和差分裝置238。重設(shè)取 樣晶體管234的源極連接到列位線216，且重設(shè)取樣晶體管234的漏極連接到用于對(duì)來(lái) 自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206的重設(shè)電壓進(jìn)行取樣的重設(shè)取樣電容器236。重設(shè)取樣電容器236的底 板接地。
第一和第二取樣晶體管220、 222的源極連接到列位線216，且第一取樣晶體管的漏 極連接到差分裝置238。平均晶體管232將第一取樣晶體管220的漏極電連接到第二取
樣晶體管222的漏極。讀出電路203迸一步包含第一和第二取樣電容器226、 228,其分 別連接到第一和第二取樣晶體管220、 222的漏極。第一和第二取樣電容器226、 228的 底板接地。因此，當(dāng)平均晶體管232接通時(shí)，第一和第二取樣電容器226、 228和平均 晶體管232可形成閉合電路。
差分裝置238經(jīng)配置以用于將輸入信號(hào)彼此相減。差分裝置238的輸入側(cè)可連接到 第一和/或第二取樣晶體管220、 222的漏極以及重設(shè)取樣晶體管234的漏極。差分裝置 238的輸出側(cè)連接到輸出線217。在一個(gè)實(shí)施例中，差分裝置238實(shí)施為差分放大器。 在其它實(shí)施例中，差分裝置238可實(shí)施為A/D轉(zhuǎn)換器，或其它類(lèi)型的適宜的裝置。
下文參看圖3和圖4兩者來(lái)描述圖像傳感器200的操作。圖3說(shuō)明展示操作圖像傳 感器200的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖。在操作中，首先通過(guò)接通行選擇晶體管210 (線306) 來(lái)選擇像素元件201。接著，通過(guò)對(duì)重設(shè)晶體管212施加脈沖(線302)而將浮動(dòng)節(jié)點(diǎn) 206設(shè)定為參考電壓Vdd。己重設(shè)浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206之后，對(duì)重設(shè)取樣晶體管234施加脈沖
以對(duì)來(lái)自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206的重設(shè)電壓Vreset進(jìn)行取樣(線308)。將經(jīng)取樣重設(shè)電壓Vreset
存儲(chǔ)在重設(shè)取樣電容器236中。接著對(duì)轉(zhuǎn)移晶體管204施加脈沖以將光傳感元件202中 聚集的電荷轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206 (線304)。因此，浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206現(xiàn)具有表示感測(cè)到的入 射光強(qiáng)度的電壓。
接著，對(duì)第一取樣晶體管220施加脈沖以感測(cè)來(lái)自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206的緩沖電壓(線 310)。將感測(cè)到的第一電壓Vi存儲(chǔ)在第一取樣電容器226中。還通過(guò)對(duì)第二取樣晶體 管222施加脈沖(線312)而對(duì)第二電壓進(jìn)行取樣。將感測(cè)到的第二電壓V2存儲(chǔ)在第二 取樣電容器228中。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，在對(duì)第一取樣晶體管220施加脈沖之后立即 對(duì)第二取樣晶體管222施加脈沖。在另一實(shí)施例中，對(duì)第二取樣晶體管222施加脈沖可 延遲預(yù)設(shè)的時(shí)間周期。在又一實(shí)施例中，可大體上同時(shí)對(duì)第一和第二取樣晶體管施加脈 沖。
獲取第一和第二取樣電壓之后，對(duì)平均晶體管施加脈沖以使得第一和第二取樣電容 器226、 228形成閉合電路(線314)。接著，經(jīng)由電荷共享使存儲(chǔ)在第一和第二取樣電 容器226、 228中的電荷均衡。因此，分別存儲(chǔ)在第一和第二取樣電容器226、 228中的 第一和第二電壓經(jīng)平均以導(dǎo)出平均電壓Vavg，如下
其中Vavg是平均電壓，Vj是經(jīng)取樣電壓，且n是樣本數(shù)目。接著，差分裝置238從
重設(shè)電壓Vreset中減去平均電壓Vavg以導(dǎo)出輸出電壓V。utput，如下 Voutput— Vreset - Vavg
接著經(jīng)由輸出線217讀出輸出電壓V。utput。
圖4說(shuō)明展示操作根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖像傳感器200的結(jié)果的代表性輸出電 壓圖表。在此實(shí)例中，出于說(shuō)明的目的使用2.4伏的參考電壓，且通過(guò)將類(lèi)似噪聲的波 動(dòng)疊加在實(shí)際電壓上來(lái)表示來(lái)自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206的所測(cè)量的電壓噪聲。如圖4中所說(shuō)明， 對(duì)重設(shè)晶體管212施加脈沖以重設(shè)浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206之后，浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206獲取類(lèi)似于參考電 壓Vdd的重設(shè)電壓"2.42伏)(圖解402)。源跟隨器晶體管208在列位線216上緩沖出 重設(shè)電壓(-1.21伏)。接著對(duì)重設(shè)取樣晶體管234施加脈沖以對(duì)來(lái)自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206的重 設(shè)電壓進(jìn)行取樣(圖解404)。在脈沖結(jié)束時(shí)，重設(shè)取樣電容器236獲取重設(shè)電壓Vreset (-1.21伏，圖解406)。
接著，對(duì)轉(zhuǎn)移晶體管204施加脈沖以將聚集的電荷從光傳感元件202轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)節(jié) 點(diǎn)206。因此，浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206獲取約2.25V的新電壓。源跟隨器晶體管208在列位線216 上緩沖此新電壓。接著，對(duì)第一取樣晶體管220施加脈沖(圖解404)以獲取列位線216 上的第一電壓V, (-1.07伏，圖解408)。隨后，對(duì)第二取樣晶體管222施加脈沖(圖解 404)以獲取第二電壓V2 (-1.09伏，圖解408)。接著，對(duì)平均晶體管232施加脈沖(圖 解404)以使第一和第二取樣電容器226、 228上的電荷均衡。因此，第一和第二電壓被 平均，且任一電容器226、 228上的電壓現(xiàn)為Vavg (-1.08伏，圖解408)。
通過(guò)對(duì)第一和第二經(jīng)取樣電壓進(jìn)行平均，可降低來(lái)自圖像傳感器200的讀出噪聲。 在不受理論限制的情況下，相信可將多個(gè)樣本的平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差從每一個(gè)別樣本的標(biāo) 準(zhǔn)偏差中減小樣本數(shù)目的倒數(shù)的平方根的倍數(shù)，如以下公式中所指示
其中5ave是平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，5是樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且n是樣本數(shù)目。因此，增 加樣本數(shù)目導(dǎo)致樣本的平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差減小。因此，對(duì)來(lái)自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)的電壓取樣多次 并將經(jīng)取樣電壓進(jìn)行平均可降低來(lái)自浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)206的讀出噪聲。
圖2所示的圖像傳感器200的若干實(shí)施例的一個(gè)預(yù)期優(yōu)點(diǎn)是，可在不影響幀速率的 情況下降低來(lái)自像素元件201的讀出噪聲，因?yàn)榻?jīng)取樣電壓的平均是逐行而不是逐幀執(zhí) 行的。另一預(yù)期優(yōu)點(diǎn)是，可在不顯著增加芯片面積和制造成本的情況下降低讀出噪聲，
因?yàn)閳D像傳感器200可在不需要存儲(chǔ)多個(gè)圖像幀的情況下執(zhí)行平均功能。
盡管將圖像傳感器200說(shuō)明為具有兩個(gè)取樣晶體管220、 222和一重設(shè)取樣晶體管 234，但也可包含額外的取樣晶體管和重設(shè)取樣晶體管及電容器。如圖5所示，圖像傳 感器300可包含N個(gè)取樣晶體管224和N個(gè)取樣電容器230，以及第一和第二取樣晶體 管220、 222，其中N是大于2的整數(shù)。類(lèi)似地，圖像傳感器300還可包含M個(gè)重設(shè)取 樣晶體管240和M個(gè)重設(shè)取樣電容器242，以及重設(shè)取樣晶體管234，其中M是同樣大 于2的整數(shù)。如果存在N個(gè)取樣電容器，那么可存在N-1個(gè)用于將所述N個(gè)取樣電容 器進(jìn)行平均的平均晶體管。重設(shè)平均晶體管243可連接重設(shè)取樣電容器242、 236的頂 板以對(duì)重設(shè)取樣電壓進(jìn)行平均。在一個(gè)實(shí)施例中，取樣晶體管和電容器的數(shù)目可等于重 設(shè)取樣晶體管和電容器的數(shù)目，即M=N。在其它實(shí)施例中，取樣晶體管的數(shù)目可大于 或小于重設(shè)取樣晶體管的數(shù)目，即MON。
圖6說(shuō)明并入有具有輸出噪聲降低機(jī)制的多個(gè)圖像傳感器的半導(dǎo)體芯片600。在所 說(shuō)明的實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片600包含像素陣列602和鄰近于像素陣列602的外圍區(qū)604。 個(gè)別像素602可并入有如上文參看圖2描述的各種成像組件(例如，像素元件201)，以 及例如模擬信號(hào)鏈、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)鏈和其它適宜組件等其它信號(hào)處理或控 制組件。外圍區(qū)604可并入有多個(gè)電路，包含圖2或圖5的讀出電路203。每一讀出電 路203對(duì)應(yīng)于像素陣列602中的一列像素。在其它實(shí)施例中，個(gè)別讀出電路203可并入 到像素陣列602的每一像素中。此外，半導(dǎo)體芯片600可并入到圖像記錄裝置中，包含 (例如)靜態(tài)相機(jī)、攝像機(jī)、蜂窩式電話、錄像機(jī)和個(gè)人數(shù)據(jù)助理。盡管將外圍區(qū)604 說(shuō)明為具有逐列式排列，但在某些實(shí)施例中，外圍區(qū)604可具有逐行式排列或逐列式與
逐行式排列的組合。
從上文中將了解，本文中己出于說(shuō)明的目的描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但可在不 脫離本發(fā)明的情況下作出各種修改。在其它實(shí)施例中，可組合或排除特定實(shí)施例的情境 下描述的本發(fā)明的某些方面。此外，雖然已在本發(fā)明的某些實(shí)施例的情境下描述與那些 實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，但其它實(shí)施例也可展現(xiàn)此類(lèi)優(yōu)點(diǎn)，且并非所有實(shí)施例均必需展現(xiàn) 落在本發(fā)明范圍內(nèi)的此類(lèi)優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于CMOS圖像傳感器的讀出電路，其包括第一取樣晶體管；第二取樣晶體管；平均晶體管，其將所述第一和第二取樣晶體管電串聯(lián)連接；重設(shè)取樣晶體管；以及差分裝置，其連接到所述重設(shè)取樣晶體管以及所述第一和/或第二取樣晶體管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括-第一電容器，其電連接到所述第一取樣晶體管；以及第二電容器，其電連接到所述第二取樣晶體管，其中所述第一和第二電容器串聯(lián) 連接到所述平均晶體管以形成閉合電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括隨同所述第一和第二取樣晶體管的 N個(gè)取樣晶體管，其中N是大于2的正整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀出電路，其中所述重設(shè)取樣晶體管是第一重設(shè)取樣晶體 管，且所述CMOS圖像傳感器進(jìn)一步包含第二重設(shè)取樣晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括選自由光電二極管、光電門(mén)和釘扎 式光電二極管組成的群組的光電組件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括在所述光電組件與所述第一和第二 取樣晶體管之間的源跟隨器晶體管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)；以及轉(zhuǎn)移晶體管，其將所述光電組件電連接到所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括電連接到所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)用于將所述 浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為參考電壓的重設(shè)晶體管。
9. 一種并入有根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀出電路的圖像記錄裝置，其中所述圖像記錄裝 置包含靜態(tài)相機(jī)、攝像機(jī)、蜂窩式電話、錄像機(jī)和個(gè)人數(shù)據(jù)助理中的至少一者。
10. —種用于圖像傳感器的讀出電路，其包括-第一取樣晶體管，其電連接到信號(hào)源，用于從所述信號(hào)源獲得第一模擬信號(hào)； 第二取樣晶體管，其連接到所述第一取樣晶體管，用于從所述信號(hào)源獲得第二模 擬信號(hào)；以及平均晶體管，其電串聯(lián)連接到所述第一和第二取樣晶體管，用于從浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得 平均模擬信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括重設(shè)取樣晶體管，其連接到所述第一和第二取樣晶體管，用于從所述信號(hào)源獲得 重設(shè)信號(hào)；以及差分裝置，其電連接到所述重設(shè)取樣晶體管以及所述第一和/或第二取樣晶體管， 用于從所述平均模擬信號(hào)中減去所述重設(shè)信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括隨同所述第一和第二取樣晶體管 的N個(gè)取樣晶體管，其中N是大于O的正整數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的讀出電路，其進(jìn)一步包括連接到所述重設(shè)取樣晶體管的一 個(gè)或一個(gè)以上額外重設(shè)取樣晶體管。
14. 一種包括根據(jù)權(quán)利要求IO所述的讀出電路的半導(dǎo)體芯片。
15. —種用于降低來(lái)自光傳感像素的輸出噪聲的方法，其包括-從含有在積分周期期間產(chǎn)生的聚集電荷的浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第一模擬信號(hào)； 在從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得所述第一模擬信號(hào)之后從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第二模擬信 號(hào)；以及將所述第一和第二模擬信號(hào)進(jìn)行平均以從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得平均模擬信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述第一模擬信號(hào)作為第一電壓存儲(chǔ)在第一電容器中；以及 將所述第二模擬信號(hào)作為第二電壓存儲(chǔ)在第二電容器中，其中所述第一和第二電容器連接到平均晶體管，且其中將所述第一和第二模擬信號(hào)進(jìn)行平均包含接通所述平均晶體管以經(jīng)由電荷共享使所述第一和第二電壓均衡。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中獲得第一模擬信號(hào)包含接通第一取樣晶體管以 將所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)電連接到所述第一電容器，且其中獲得第二模擬信號(hào)包含當(dāng)所述第 一電容器與所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)電隔離時(shí)，接通第二取樣晶體管以將所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)電連接 到所述第二電容器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第二模擬信號(hào)包含當(dāng)獲得 所述第一模擬信號(hào)時(shí)大體上同時(shí)從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第二模擬信號(hào)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)含有所述聚集電荷之前將所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)定至參考電壓；以及在所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)定至所述參考電壓之后立即從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得重設(shè)信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得重設(shè)信號(hào)包含從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第一模擬信號(hào)作為第一重設(shè)信號(hào)； 從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得第二模擬信號(hào)作為第二重設(shè)信號(hào)；以及將所述第一和所述第二重設(shè)信號(hào)進(jìn)行平均以從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得經(jīng)平均的重設(shè) 信號(hào)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括從所述平均模擬信號(hào)中減去所述重設(shè)信號(hào)以從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得輸出信號(hào)；以及 將所述輸出信號(hào)從所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供到位線。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述積分周期期間在光電二極管中產(chǎn)生所述聚集電荷；以及 在所述積分周期之后將所述聚集電荷從所述光電二極管轉(zhuǎn)移到所述浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種具有讀出噪聲降低機(jī)制的圖像傳感器。所述圖像傳感器可包含第一取樣晶體管；第二取樣晶體管，其連接到所述第一取樣晶體管；平均晶體管，其將所述第一和第二取樣晶體管電學(xué)串聯(lián)連接；重設(shè)取樣晶體管，其連接到所述第一和第二取樣晶體管；以及差分裝置，其連接到所述重設(shè)取樣晶體管以及所述第一和/或第二取樣晶體管。
文檔編號(hào)H04N5/378GK101193203SQ20071019473
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者阿希什·A·沙阿 申請(qǐng)人:全視科技有限公司