适用于cmos图像传感器的电源噪声抵消电路的制作方法_2

文档序号:10160704阅读:来源:国知局
模块300 ;其中第一噪声通路还包括:连接于源跟随晶 体管的第一电容llOCpar和第二电容120Cfd,第一电容110将电源信号的电源噪声耦合至 浮置扩散区FD,并通过源跟随晶体管100输出至第一子输出端pxda。第一噪声通路还包括 有:偏置模块200、增益模块300。偏置模块200包括:第一晶体管201、第二晶体管202,第 一晶体管201的第一端2011接源跟随晶体管100的第三端1003,第一晶体管201的第二 端2012接第二晶体管202的第一端2021,第二晶体管202的第二端2022接地,第二晶体管 202的第三端2023接偏置电容210。增益模块300包括:第三晶体管301、第四晶体管302、 第五晶体管303、第六晶体管304、第三电容310、第四电容320、第五电容330。其中,第三电 容310的第一极连接有寄生的列电容130Ccol,第三电容310的第二级连接于第四电容320 的第一级,第四电容320的第二级连接第二子节点340,第二子节点340分别连接第四晶体 管302的第二端3022与第五晶体管303的第一端3031,第三晶体管301的第一端3011接 第四晶体管302的第一端3021,第五晶体管303的第二端3032接第六晶体管304的第一 端3041,第六晶体管304的第二端3042接地,第二子节点340接输出端Pxdo并接第四电容 330。在第一噪声通路中通过第一电容110与第二电容120的比值计算出第一输出噪声信 号的增益。在本实施例中源跟随晶体管100、第一晶体管201、第二晶体管202、第五晶体管 303、第六晶体管304为NM0S晶体管。第三晶体管301、第四晶体管302为PM0S晶体管。
[0036] 请参见图2,在第二噪声通路中,包括:比例调节模块400,比例调节模块400连接 至偏置模块200的第一节点nbd410,偏置模块200连接至源跟随晶体管100的第三端1003 及第一子输出端pxda再连接至增益模块300。在本实施例中比例调节模块400为电容调 节模块,电容调节模块的第一端401接源跟随晶体管100的电源信号VPIX ;电容调节模块 包括:选择控制电容组420和偏置电容430,所述电源信号经选择控制电容组420接第二端 402 ;偏置电容430的一端接第二端402,另一端接地。选择控制电容组420由若干并联的电 容组成,每一支路分别设置有开关适于控制每一电容通路的导通,每一支路的电容值按照2 倍的比例设置,调节选择控制电容组的等效电容的大小接续调节等效电容与偏置电容430 的比值,进而调节第二输出噪声信号。其中,电容组等效电容与偏置电容的比值为1:10至 1:20之间。
[0037] 请同时参考图1、图2 ;通过第一电容110与第二电容120的比值计算出第一输出 噪声信号的增益;通过电容组等效电容与偏置电容430的比值计算出第二输出噪声信号的 增益,第一输出噪声信号的增益与第二输出噪声信号的增益相同,相位相反以相互抵消。
[0038] 第一输出噪声信号的增益为:
[0040] 第二输出噪声信号的其增益为:
[0042] 大小可以通过开关阵列调节,以使得
[0045] 其中,Cpar为第一电容,Cfd为第二电容,Cnoican为电容组等效电容,Cbias为偏 置电容,这样,源跟随晶体管上的所加的电源噪声通过两个通路到达输出端pxdo处,其幅 值大小一样,符号相反,在输出端pxdo处相互抵消,起到抑制像素单元供电电源噪声的目 的。
[0046] 第二实施例:
[0047] 请参考图3、图4,图3为本实用新型第二实施例中涉及的第一噪声通路的电路示 意图。图4为本实用新型第二实施例中涉及的第二噪声通路的电路示意图。图3中,图像 传感器像素单元的源跟随晶体管100的第一端1001接电源信号,源跟随晶体管100的第二 端1002接浮置扩散区FD,源跟随晶体管100的第三端1003接偏置模块200及第一子输出 端pxda,第一噪声通路还包括有增益模块;其中第一噪声通路还包括:连接于源跟随晶体 管的第一电容llOCpar和第二电容120Cfd,第一电容110将电源信号的电源噪声耦合至浮 置扩散区FD,并通过源跟随晶体管100输出至第一子输出端pxda连接。第一噪声通路还包 括有:偏置模块200、增益模块300。偏置模块200包括:第一晶体管201、第二晶体管202, 第一晶体管201的第一端2011接源跟随晶体管100的第三端1003,第一晶体管201的第二 端1002接第二晶体管202的第一端2021,第二晶体管202的第二端接地,第二晶体管202 的第三端接偏置电容210。增益模块300包括:第三晶体管301、第四晶体管302、第五晶体 管303、第六晶体管304、第三电容310、第四电容320、第五电容330。其中,第三电容310的 第一极连接有寄生的列电容130Ccol,第三电容310的第二级连接于第四电容320的第一 级,第四电容320的第二级连接第二子节点340,第二子节点340分别连接第四晶体管302 的第二端3022与第五晶体管303的第一端3031,第三晶体管301的第一端3011接第四晶 体管302的第一端3021,第五晶体管303的第二端3032接第六晶体管304的第一端3041, 第六晶体管304的第二端3042接地,第二子节点接输出端Pxdo并接第四电容330。在第一 噪声通路中通过第一电容110与第二电容120的比值计算出第一输出噪声信号的增益。在 本实施例中源跟随晶体管100、第一晶体管201、第二晶体管202、第五晶体管303、第六晶体 管304为NM0S晶体管。第三晶体管301、第四晶体管302为PM0S晶体管。
[0048] 请参见图4,在第二噪声通路中,包括:比例调节模块400,比例调节模块400连接 至增益模块300。在本实施例中比例调节模块400为电容调节模块,电容调节模块的第一 端401接源跟随晶体管100的电源信号;电容调节模块包括:选择控制电容组420和偏置 电容430,所述电源信号经选择控制电容组420接第二端402 ;偏置电容430的一端接第二 端402,另一端接地。选择控制电容组420由若干并联的电容组成,每一支路分别设置有开 关适于控制每一电容通路的导通,每一支路的电容值按照2倍的比例设置,调节选择控制 电容组的等效电容的大小接续调节等效电容与偏置电容430的比值,进而调节第二输出噪 声信号。其中,电容组等效电容与偏置电容430的比值为1:10至1:20之间。还包括反相 模块,第二端连接至反相模块500进一步连接至增益模块300,反相模块包括:第七晶体管 501、第八晶体管502,所述第二端402接第七晶体管501的栅极,所述第七晶体管501的源 级接地,漏极接第八晶体管502的漏极,所述八晶体管502的源级接电源信号,所述第八晶 体管502的栅极接反相输出信号至增益模块300。
[0049] 请同时参考图3、图4 ;通过第一电容110与第二电容120的比值计算出第一输出 噪声信号的增益;通过电容组等效电容与偏置电容430的比值计算出第二输出噪声信号的 增益,第一输出噪声信号的增益与第二输出噪声信号的增益相同,相位相反以相互抵消。
[0050] 第一输出噪声信号的增益为:
[0052] 第二输出噪声信号的其增益为:
[0054] 因为第六晶体管304、第七晶体管501电流及尺寸相等;第三晶体管301、第八晶体 管502的电流及尺寸相等,所以
[0057] 大小可以通过开关阵列调节,以使得
[0061] 其中,Cpar为第一电容,Cfd为第二电容,Cnoican为电容组等效电容,Cbias为 偏置电容,这样,源跟随晶体管上的所加的电源噪声通过两个通路到达输出端pxdo处,其 幅值大小一样,符号相反,在输出端pxdo处相互抵消,起到抑制像素单元供电电源噪声的 目的。
[0062] 第三实施例:
[0063] 请参考图5、图6,图5为本实用新型第三实施例中涉及的第一噪声通路的电路示 意图。图6为本实用新型第三实施例中涉及的第二噪声通路的电路示意图。图5中,图像传 感器像素单元的源跟随晶体管100的第一端1001接电源信号VPIX,源跟随晶体管100的第 二端1002接浮置扩散区FD,源跟随晶体管100的第三端1003接偏置模块200及第一子输 出端pxda ;其中第一噪声通路还包括:连接于源跟随晶体管100的第一电容llOCpar和第 二电容120Cfd,第一电容110将电源信号的电源噪声耦合至浮置扩散区FD,并通过源跟随 晶体管100输出至第一子输出端pxda连接。第一噪声通路还包括有:偏置模块200、比较器 600。偏置模块200包括:第一晶体管201、第二晶体管202,第一晶体管201的第一端2011 接源跟随晶体管100的第三端1003,第一晶体管201的第二端1002接第二晶体管202的第 一端2021,第二晶体管202的第二端接地,第二晶体管202的第三端接偏置电
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