br>[0055]参照图7，图7为本发明CMOS图像传感器第一实施例的像元等效电路结构示意图，像元电路I包括第一缓冲放大电路11和第二缓冲放大电路12。本发明的像元电路包括光电二极管PPD7、传输晶体管TX7、复位晶体管RST7、第一放大晶体管DX71、采样晶体管SX71、存储电容Cp7、第二放大晶体管DX72、行选晶体管SX72和低电平复位晶体管RSTGND7。
[0056]第一缓冲放大电路11包括第一放大晶体管DXl和采样晶体管SX71，第一放大晶体管的源漏极中的一极与采样晶体管SX71的源漏极中的一极连接;第二缓冲放大电路12包括第二放大晶体管DX2和行选晶体管SX72，第二放大晶体管DX2的源漏极中的一极与行选晶体管SX72的源漏极中的一极连接。
[0057]复位晶体管RST7用于在曝光前对光电二极管PPD7进行复位，复位由复位信号Vrst信号进行控制。
[0058]传输晶体管TX7用于隔离光电二极管PPD7和第一放大晶体管DX71，当光电二极管PPD7复位和电荷转移时闭合减少噪声对敏感电压节点FD7的影响。
[0059]第一放大晶体管DX71和第二放大晶体管DX72均为源极跟随器，用于把将光电二极管PPD7中累极的电荷转换为电压。
[0060]采样晶体管SX71用于与低电平复位晶体管RSTGND7配合使存储电容放电Cp7，并且将来自第一放大晶体管DX71的采光信号输出。
[0061 ]存储电容Cp7用于存储采光信号。
[0062]行选晶体管SX72用于根据选择从行方向上设置的像素区域输出信号的行选信号而输出来自第二放大晶体管DX72的电压，作为对应一个像素的图像信号。
[0063]光电二极管PPD7的阳极接地，阴极和传输晶体管TX7的源极连接，传输晶体管TX7的漏极分别与第一放大晶体管DX71的栅极以及复位晶体管RST7的源极连接，传输晶体管TX7的漏极和复位晶体管RST7源极的连接节点为敏感电压节点FD7，复位晶体管RST7的漏极与电源连接。第一放大晶体管DX71的漏极与电源连接，源极分别与采样晶体管SX71的源极和低电平复位晶体管RSTGND7的漏极连接，低电平复位晶体管RSTGND7的源极接地，采样晶体管SX71的漏极分别与存储电容Cp7的一端和第二放大晶体管DX72的栅极连接，存储电容Cp7的另一端接地，第二放大晶体管DX72的漏极与电源连接，源极与行选晶体管SX72的源极连接，行选晶体管SX72的漏极与列输出线连接。其中敏感电压节点FD7的电平Vfd反映了光照信号或者复位电平，在曝光后为采光信号，在复位后为复位电平。需要注意的是，本实施例中的晶体管为NMOS管，在实际应用中也可以用PMOS管代替NMOS管。
[0064]参照图8，图8为本发明的CMOS图像传感器的工作流程图。首先执行步骤SI，通过传输晶体管TX7控制全局快门的曝光时间，然后执行步骤S2，进行双采样，再执行步骤S3，将双采样后消除复位电平的像素值经过模数变换转换为数字像素值，最后执行步骤S4，将数字像素值存入存储器4 (SRAM)。
[0065]在进行全局曝光时，复位晶体管RST7和传输晶体管TX7闭合，光电二极管PPD7和敏感电压节点Π)7复位;传输晶体管TX7断开，全局曝光开始;复位晶体管RST7断开，传输晶体管ΤΧ7合上，电荷传递开始;传输晶体管ΤΧ7断开，全局曝光和电荷传递结束，传输晶体管ΤΧ7可以控制曝光的时间。
[0066]在进行双采样时，采样晶体管SX71和低电平复位晶体管RSTGND7同时闭合使存储电容Cp7放电至低电平，低电平复位晶体管RSTGND7再断开;采光信号通过第一放大晶体管DX71进行缓冲放大输出，然后采样晶体管SX71断开，采光信号储存至存储电容Cp7。当逐行读出采光信号时，行选晶体管SX72闭合，在存储电容Cp7中储存的采光信号通过第二放大晶体管DX72缓冲放大输出，通过列输出线读出。
[0067]当复位晶体管RST7闭合时，敏感电压节点Π)7复位得到复位电平;在基于行读出采光信号时，当该行的采光信号读出后，该行的采样晶体管SX71和行选晶体管SX72闭合，复位电平经过第一放大晶体管DX71和第二放大晶体管DX72的两极缓冲放大后，同样通过列输出线读出。
[0068]双采样完成后，将复位电平和采光信号通过差分电路2进行差值运算，自动得到的差值就是消除了复位电平的实际信号值，然后通过模数转换电路3进行模数转换，将转换后的数字像素值存入存储器4，在下一行采光信号和复位电平读出时，输出这一行的数据。
[0069]上述存储电容Cp7的电平在采光信号缓冲输入前，需要复位到低电平。通过前极电路的低电平复位晶体管R S T G N D 7导通时实现，此时存储电容C P 7放电。放电电流(discharging current)的方向从存储电容Cp7，经低电平复位晶体管RSTGND7，流入到地，放电电流的大小由低电平复位晶体管RSTGND7的栅极电压控制。由于电子的流向和电流的流向正好相反，所以存储电容Cp7复位到低电平时，电子从地流出，通过低电平复位晶体管RSTGND7，到达像元内存储电容Cp7。因此，存储电容Cp7 “放电(discharge)”，也称作“预充电(precharge)”，同时“放电电流(discharging current)”，也称作“预充电电流(precharging current)，，。
[0070]参照图9，图9为本发明CMOS图像传感器工作流程图中双采样步骤S2的步骤流程图。首先执行步骤S21，全局在存储电容Cp7储存采光信号;然后执行步骤S22，从列输出线逐行读出采光信号并保持在差分电路的一个输入端;再执行步骤S23，复位晶体管RST7闭合，敏感电压节点Π)7复位，得到复位电平;再执行步骤S24，逐行读出复位电平并保持在差分电路的另一个输入端;最后执行步骤S25，用复位电平减去采光信号，自动得到的差值即为消除了复位电平的实际信号值。
[0071]双采样(DoubleSampling, DS)是一种使用每个像素的复位电平以及附加了复位电平的采光信号来消除CMOS图像传感器像素响应中的噪声和非均匀性的方法。“采光信号”指代像素的“附加了复位电平的采光信号”。使用双采样使得CMOS图像传感器能够获得更好的信号噪声比性能。
[0072]为了执行双采样，需要复位像素，然后使像素曝光预定量的时间，像素对入射光中的光子进行积分以产生电压值。先测量采光信号(附加了复位电平)，得到第一采样值，再复位像素，并测量复位电平，得到第二采样值，通过第二采样值减去第一采样值得到像素位置的实际信号值。
[0073]参照图10，图10为本发明CMOS图像传感器复位噪声评估方法实施例的方法流程图。首先执行步骤Al，在采光信号前后的不同时间点采样复位电平信号的步骤;然后执行步骤A2，采样完成后，分析复位信号在时域和频域的变化分布;最后执行步骤A3，所以，根据复位噪声的大小可以评估实际信号值在两种工作方式相关双采样和双采样下的差异。
[0074]本发明提出的评估双采样带来的复位噪声的方法，在得到采光信号前后的不同时间点，采样复位电平Vrst(t)，记录带有时间戳的复位电平，再在时域或者頻域分析复位电平的差异，从而估计实际信号值在“双采样”和“相关双采样”工作方式时的数值差异，评估实际信号值的变化。
[0075]图11出示了敏