[0049] 图8-图12图示了根据本公开的实施例的可以在检测器像素中实现的一些示例性 电流镜电路。应当注意，可以使用在本领域中已知的其它电流镜电路。本公开不局限于本文 中所描述的特定电流镜电路。
[0050] 图8图示了根据本公开的一些实施例的可以在检测器像素240中实现的基本电流 镜电路204a。在基本配置中，晶体管T2和T3具有共同源极和共同栅极连接。晶体管T2的漏极 被连接到栅极。根据图8中的晶体管T2和T3所示的连接，
[0051 ] Vds2 = VgS2 = VgS3
[0052] 其中，D代表漏极，S代表源极，并且G代表栅极。晶体管T2和T3在饱和模式下操作， 在这种情况下，漏极电流Id可以被表示为：
[0053]
[0054] 其中，K'是用于晶体管的技术相依常数，W/L是晶体管的宽长比，Vcs是栅-源电压， Vth为阈值电压，λ是信道长度调制参数，Vds是漏-源电压。
[0055] 电流增益因子k可以被表示如下：
[0056]
[0057]图9图示了包括具有2个共源共栅(cascode)级的四个晶体管T2-T5的"共源共栅" 电流镜电路204b。根据图9中的晶体管T2-T5的连接，
[0058] VDS5 = VdS4+VgS2~VgS3
[0059] Vds5= =Vds4 如果 vGS2 = vGS3
[0060] 电流增益因子k可以被表示为：
[0061]
[0062]图10图示了包括三个晶体管T2-T4的"威尔逊(Wilson)"电流镜电路204c。根据图 I 〇中的晶体管T2-T4的连接，
[0063] Vds3 = VGS2+VGS4
[0064] Vds4 = VgS4
[0065] 电流增益k可以被表示为：
[0066]
[0067]图11图示了包括四个晶体管T2-T5的修改的威尔逊电流镜204d，在图10中所示的 威尔逊电流镜204c的顶部添加另一晶体管。根据图11的连接，
[0068] VDS5 = VdS4+VgS2~VgS3
[0069] VdS5 = VdS4 如果 VgS2 = VgS3
[0070] 电流增益k可以被表示为：
[0071]
[0072]在图12中，在由晶体管T4和T5形成的基本电流镜的顶部上添加另一晶体管T3,其 中栅极晶体管T3连接至REF4，其可以与REFl对齐。根据该连接，
[0073] Vds4 = VgS4 = VgS5
[0074] 电流增益k等于：
[0075]
[0076] 应当注意，出于说明目的，提供图8-图12中所示的电流镜。根据本公开的实施例， 电流镜的其它变型可以在检测器像素中实现。
[0077] 图13图示了根据本公开的一些备选实施例的检测器像素150的电路。图13中所示 的检测器像素150在许多方面类似于图4中所示的检测器像素100。例如，检测器像素150包 括检测器元件102、电流镜104、和开关晶体管106。相比较而言，图13中所示的检测器像素 150还包括连接到电流镜104的开关116。该开关116可以是由全局选择信号（SEL)控制的晶 体管开关。开关116可以通过施加全局选择信号(SEL)接通或者关断电流镜104。在操作中的 读出期间，可以接通电流镜104,以使所组合的输入电流Id和放大的电流1?可以经由数据线 114通过晶体管106被传递到外部电荷放大器。在没有通过电流镜放大的情况下，在外部电 荷放大器上积分的所得电流^可能是可能通过晶体管106传递的电流I d的(k+Ι)倍。可替代 地，电流镜104可以在读出期间被关断，以使无增益的原始输入电流Id可以经由数据线114 通过晶体管106被传递到外部电荷放大器。在外部电荷放大器上积分的所得电流I p可能是 由检测器元件102生成的原始电流Id。因此，图13中所示的像素架构150允许使用可由全局 选择信号控制的开关，以确定像素中的信号增益。
[0078] 图14图示了根据本公开的一些备选实施例的检测器像素300的电路。图14中所示 的检测器像素300在许多方面类似于图5中所示的检测器像素200。相比较而言，图14中所示 的检测器像素300包括两个电流镜204f，204g和连接两个电流镜的开关216。应当注意，可以 使用两个以上的电流镜并且图14中所示的实施例不局限于电流镜的数目。如所示出的，第 一电流镜204f可以被配置成具有第一增益因子kl，并且第二电流镜204g可以被配置成具有 第二增益因子k2。第一电流镜204f和第二电流镜204g可以通过可由全局选择信号（SEL)控 制的开关216连接。当开关216被关断时，通过第二电流镜204g的k2倍获得来自光电二极管 210的输入电流Id，并且所获得的电流I m2在存储电容器206上被积分。当开关216被接通时， 通过两个电流镜204f，204g的（kl+k2)倍获得输入电流Id，并且所获得的电流(I ml+Im2)在存 储电容器206上被积分。
[0079] 图15图示了根据本公开的一些备选实施例的检测器像素320的电路。与图5中所示 的检测器像素200相比较而言，图15中所示的检测器像素320包括两个电流镜204f，204g，以 及每个耦合到两个电流镜204f，204g的其中一个的两个存储电容器206a和206b。可以经由 开关晶体管208a，208b的其中一个访问两个存储电容器206a和206b的每个存储电容器。应 当注意，可以使用两个以上的电流镜和两个以上的存储电容器，并且图15中所示的实施例 不局限于电流镜和存储电容器的数量。如所示出的，第一电流镜204f可以被配置成具有第 一增益因子kl，并且第二电流镜204g可以被配置成具有第二增益因子k2。通过第一电流镜 204f的kl倍获得来自光电二极管210的输入电流Id，并且所获得的电流I mI可以在第一存储 电容器206a上被积分。可以通过第二电流镜204g的k2倍获得输入电流Id，并且所获得的电 流Im2可以在第二存储电容器206b上被积分。可以使用第一晶体管208a和第二晶体管208b 与两个外部电荷放大器(未示出）平行通过两条数据线214a，214b读出存储在第一电容器 206a和第二电容器206b上的所获得的电流。因此，同一行选择线212可以用来寻址可以连接 到分别驱动两个电荷放大器的两个不同的数据线214a，214b的两个晶体管208a，208b。可以 经由数据线214a和214b使用不同的增益kl和k2同时读出两个存储电容器206a和206b上的 信号。
[0080] 图16图示了根据本公开的一些备选实施例的检测器像素340的电路。图16中所示 的检测器像素340是图15的检测器像素320的变型。在图16中，第一开关晶体管208a和第二 开关晶体管208b由两个不同的行选择线212a，212b控制并且经由同一数据线214连接到同 一外部电荷放大器(未示出）。可以通过经由两个行选择线212a，212b依序选择两个晶体管 208a，208b来经由同一数据线214依序读出第一存储电容器206a和第二存储电容器206b上 的信号。
[0081] 图15和图16中所示的像素架构320，340使用两个电流镜或具有两个输出节点的一 个电流镜，这两个输出节点具有与输入电流不同的增益。像素架构320,340的优点的其中一 个优点是它们允许低信号和低增益下同时实现更好噪声性能的高信号增益，以扩展在它饱 和之前可以应用于像素的最大信号。这提高了成像器的动态范围，其在一些应用中是重要 参数。可以同时读出两个存储电容器以经由不同的数据线来分离放大器或者经由同一数据 线依序读出到同一放大器。
[0082] 图17是图示了根据本公开的实施例的成像方法的流程图。在该方法中，响应于入 射在检测器元件上的X射线光子通过检测器像素中的检测器元件生成第一信号(步骤402)。 当通过开关晶体管选择检测器像素时，通过检测器像素中的电流镜生成表示第一信号的第 二信号(步骤404)。经由开关晶体管将所组合的第二信号和第一信号从检测器像素中传递 出去(步骤406)。可替代地，在没有增益的情况下将第一信号从检测器像素中传递出去（步 骤406)。