，N为大于等于2的自然数；所述1-V转换单元第一输入端连接至所述参考电流源输出端，所述1-V转换单元电压输出端通过第η开关接至第η个V-1转换单元第一输入端，I ^ n ^ N，所述1-V转换单元第二输入端连接至第一电压；所述第η电容跨接于第η个V-1转换单元第一输入端和所述接第一电压之间，所述每个V-1转换单元第二输入端连接至第一电压，所述第η个V-1转换单元电流输出端接所述镜像电流源阵列第η输出端。
[0094]图7是本实用新型实施例中一种镜像电流源阵列，其中，N值为2，1-V转换单元为图中第一 NMOS管72，第一 V-1转换单元为NMOS管75，第二 V-1转换单元为NMOS管78。对镜像电流源第一输出Ρ71来说，将NMOS管72电压输出端也就是其栅极通过开关73接NMOS管75第一输入端，将电容跨接于所述NMOS管75第一输入端和所述第一电压之间，使得NMOS管72提供的控制电压可以保持在电容两端，断开开关可以避免参考电流源的噪声对镜像电流源的输出产生干扰，从而避免引入参考电流源及晶体管的噪声，提升镜像电流源的性能。同样的原理适于镜像电流源第二输出Ρ72。另外，由于镜像电流源的每路输出均有各自不同的开关和电容，使得不同输出支路之间无相互影响，进一步提高了镜像电流源的性能。
[0095]在具体实施中，镜像电流源阵列还包括分别对应于N列像素单元的N个控制单元，所述N个控制单元分别连接在所述N个V-1转换单元电流输出端与镜像电流源输出端之间；第η控制单元输入端连接至第η个V-1转换单元电流输出端，I ^ n ^ N ;所述第η控制单元控制端分别选择性连接至第二电压或第三电压；所述第η控制单元输出端连接至所述镜像电流源阵列第η输出端。
[0096]图8是本实用新型实施例中一种镜像电流源阵列，其中，其中，N值为2，1-V转换单元为图中第一 NMOS管84，第一个V-1转换单元为NMOS管86，第二个V-1转换单元MOS管88，第一个控制单元为NMOS管82，第二个控制单元为NMOS管83，两个控制单元均通过端口Ρ83接入控制电压，对镜像电流源阵列的两路输出进行控制，使得镜像电流源阵列在不需提供电流时不工作，从而减小功耗。图中其余电路原理与前述镜像电流源阵列一致，在此不再赘述。
[0097]本实用新型实施例还提供一种CMOS图像传感器读出电路，包括:镜像电流源阵列、像素单元阵列、像素单元读出电路；所述镜像电流源阵列第η输出端连接至第η像素单元；所述像素单元读出电路与所述像素单元阵列相连接。
[0098]图9是本实用新型实施例中一种CMOS图像传感器读出电路，包含两列像素单元和有两路输出的镜像电流源阵列。从图中可以看出，第一像素单元91连接至镜像电流源阵列的第一输出端，第二像素单元92连接至镜像电流源阵列的第二输出端，像素单元读出电路93分别与第一像素单元和第二像素单元相连，用于读出像素单元数据。
[0099]为使本领域技术人员更好地理解和实现本实用新型，以下通过具体的控制方法介绍上述CMOS图像传感器读出电路的工作原理:如图9所示第η开关断开，所述控制单元控制端连接至所述第三电压；第η开关断开，所述控制单元控制端连接至所述第二电压；第11开关闭合；第η开关断开，对所述像素单元进行读操作。
[0100]图10是本实用新型实施例中一种CMOS图像传感器读出电路的控制方法的时序图，是一种针对如图9所示的CMOS图像传感器读出电路的控制方法，是以图9中第一列像素单元和镜像电流源阵列的第一列为例的时序图。图中SI处于低电平代表图9中开关SI断开，处于高电平代表开关SI闭合。假设初始状态各节点电压为0，在phi I阶段，开关SI断开，VN2为低，Ml和M2工作在截止区，第一像素单元偏置电流为O ;在phi2阶段，VN2为高，由于节点NI电压仍为0，M2工作在深线性区，节点N3电压会升高，电容分压使得节点NI的电压也升高；在口1^3阶段，开关SI导通，参考电流源对节点NI进行充电，Ml与M2均工作在饱和状态，第一像素单元偏置电流由Ml决定；在？1^4阶段，开关SI断开，Ml的偏置电压通过电容Cl保持，来自参考电流源及镜像管的噪声被断开，第一像素单元信号在这一阶段被读出；在？1^5阶段，开关SI断开，VN2为低，节点NI电压会因SI断开时电荷注入稍微下降，Ml工作在线性区，M2工作在截止区，第一像素单元偏置电流为O。对于整个CMOS图像传感器读出电路，工作时序也是周期性的经过phi2?phi5阶段，从工作时序可以看出，像素单元的信号在phi4阶段读出，不会受到来自参考电流源和镜像管噪声的影响；像素阵列仅在读出阶段被电流源偏置，读出阶段完毕后，偏置电流源电流为0，减小了功耗；而且，phi4阶段的充电是在phi3基础上进行的，充电时间会大大减少。
[0101]本实用新型实施例中CMOS图像传感器读出电路的镜像电流源阵列在每个像素单元的偏置电流源栅端插入一个较小的开关和一个较小的电容，首先所有开关导通，对每列偏置电流源栅端电容进行充电，待电容上电压稳定后断开开关，电流源的偏置电压就分别保持在其栅端的小电容两端；在像素单元信号读出阶段，由于开关已断开，参考电流源及与之连接的晶体管产生的噪声对像素单元的偏置电压没有影响，从而避免了引入参考电流源和晶体管的噪声。同时，由于插入的小开关和小电容是局部的，当像素单元输出信号的幅度较大时，并不会通过电流源的栅源电容回踢到其它列电流源的栅端，也就不会影响到其它列像素单元的偏置电流，使得图像的高亮处所在行也不会异常，从而提升CMOS图像传感器的图像质量。
[0102]本实用新型实施例还提供一种适用于CMOS图像传感器的放大电路，适于配置于每列像素单元，如图11所示，包括:运算放大器0P、第一电容Cl、第二电容C2、放大器开关SI ;在所述第一电容Cl的两端中，其中一端连接所述运算放大器OP输入端，另一端适于连接至CMOS图像传感器像素单元信号输出端；运算放大器OP第二电容C2两端分别与所述运算放大器OP输入端、输出端相连接；放大器开关Sll两端分别与所述运算放大器OP输入端、输出端相连接；运算放大器OP电流偏置输入端与所述镜像电流源列输出端相连接。
[0103]所述像素单元读出电路包括:镜像电流源阵列、像素单元阵列、像素单元读出电路；所述镜像电流源阵列第η输出端连接至第η像素单元；所述像素单元读出电路与所述像素单元阵列相连接。所述镜像电流源阵列，包括:参考电流源、1-V转换单元、N个V-1转换单元、N个开关、N个电容，N为大于等于2的自然数；所述1-V转换单元第一输入端连接至所述参考电流源输出端，所述1-V转换单元电压输出端通过第η开关接至第η个V-1转换单元第一输入端，I < η < N，所述1-V转换单元第二输入端连接至第一电压；所述第η电容跨接于第η个V-1转换单元第一输入端和所述接第一电压之间，所述每个V-1转换单元第二输入端连接至第一电压，所述第η个V-1转换单元电流输出端接所述镜像电流源阵列第η输出端。像素单元读出电路的具体结构及工作原理参见如图8中所示的镜像电流源阵列和图9中所示的CMOS图像传感器读出电路，在此不再赘述。
[0104]为了获得更好的图像质量及更高的速度，CMOS图像传感器读出电路中像素单元的信号往往先经过上述放大电路进行放大，再送至下一级。适用于CMOS图像传感器的放大电路的工作过程如下:首先开关SI闭合，C2上保存的电荷进行泄放；然后开关SI断开，运算放大器OP反馈重新建立后，像素单元的信号会被运算放大器OP反相放大输出至下一级，增益为Cl与C2的比值。
[0105]本实用新型实施例还提供一种放大电路的控制方法，以如图11中放大电路为例:首先开关SI闭合，C2上保存的电荷进行泄放；然后开关SI断开，放大器反馈重新建立后，像素单元的信号会被放大器反相放大输出至下一级，增益为Cl与C2的比值。
[0106]在具体实施中，放大器第一电容以及放大器第二电容用在P阱中制作的PMOS实现。一般的放大电路所采用的电容为PIP电容、MOM电容、MIM电容等，这些电容的方容值(单位面积的电容值)较小，实现一定容值的电容所耗费的面积较大；另外，采用PIP电容和MM电容需要额外增加掩膜版，这些都增加了芯片的成本。基于此，提出了一种独特的电容用法，这种电容是通过PMOS in Pwell来实现的，S卩PMOS管制作在Pwell内。一般地，PMOS管制作在Nwell内，S卩PMOS in Nwell，其剖面示意图如图12所示。PMOS in Nwell电容的C-V曲线如图13所示，横坐标为栅源电压，纵坐标为栅源电容，对电容容值要求不高时，可以用作偏置电压的的滤波电容等。当栅源电压从O向负变化时，PMOS in Nwell依次处于耗尽、弱反型、强反型状态，电容值在这三阶段剧烈变