一种图像传感器像素硬复位保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及CMOS图像传感器技术领域，尤其涉及一种带有抗饱和电路的图像传感器像素硬复位保护电路。
【背景技术】
[0002]CMOS图像传感器采用标准的CIS(CM0S Image Sensor)工艺制造，相比于CCD器件，其具有低功耗、低成本、易于片上集成、驱动电路简单以及固有的抗辐射特性等特点，在许多应用中逐渐取代CCD，成为图像传感器技术领域的主流。在CMOS APS(Active PixelSensor)图像传感器中，动态范围是重要的性能指标，它对图像质量有很大的影响，提高动态范围对可以有效地提高图像的对比度和分辨率。同时，在高速运动和明暗变化明显场景等应用环境中，图像滞后与抗饱和能力对CMOS图像传感器的应用也十分重要。
[0003]由于传统的软复位方式会导致像素的不完全复位，使像素的最终复位电压受光电二极管电容的初始电荷的影响，导致前一帧图像的残影带入到新采集的帧中，像素的最终复位电压由光电二极管初始电压与复位信号脉宽决定，因此不同的曝光条件对图像滞后的影响程度不同，在弱曝光条件下或由弱曝光帧向强曝光帧转变时，会产生明显的图像滞后现象。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有手机摄像用图像传感器在高速运动和明暗变化明显场景等应用环境中，图像滞后与抗饱和能力不足等问题，提供一种采用交叉耦合PMOS管组结构实现电压转换以及嵌入抗饱和结构增强像素抗饱和能力的图像传感器像素硬复位保护电路。
[0005]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:
[0006]—种图像传感器像素硬复位保护电路，包括不交叠信号产生电路、电平转换电路以及抗饱和负载驱动电路，其中:
[0007]所述不交叠信号产生电路含有2个与非门Gl、G2，3个反相器B1、B2、B3;
[0008]所述电平转换电路含有2个PMOS管MPl、MP2，2个NMOS管丽1、丽2 ；
[0009 ]所述抗饱和负载驱动电路含有I个PMOS管MP3，I个传输门TG;
[00?0]所述第一与非门Gl设有两个输入端、一个输出端，所述第二与非门G2设有两个输入端、一个输出端，所述第一与非门GI的两个输入端分别与复位开关、所述第二与非门G2的输出端相连，所述第二与非门G2的两个输入端分别与所述第一与非门Gl的输出端、第三反相器B3的输出端相连，所述第三反相器B3的输入端与复位开关相连，所述第一反相器BI的输入端与所述第一与非门Gl的输出端相连，第一反相器BI的输出端与所述电平转换电路中的第一 NMOS管MNl的栅极相连，所述第二反相器B2的输入端与所述第二与非门G2的输出端相连，第二反相器B2的输出端与所述电平转换电路中的第二 NMOS管MN2的栅极相连；
[0011]所述第一匪OS管MNl的源极与所述第二匪OS管MN2的源极接地，所述第一匪OS管MNl的漏极与所述第一 PMOS管MPI的漏极、所述第二 PMOS管MP2的栅极、以及所述抗饱和负载驱动电路中的第三PMOS管MP3的栅极、传输门TG的门控制信号输出端相连于节点NI，所述第二 NMOS管MN2的漏极与所述第一 PMOS管MPl的栅极、所述第二 PMOS管MP2的漏极、以及所述抗饱和负载驱动电路中的传输门TG的门控制信号输入端相连于节点N2，所述第一 PMOS管MPl的源极、所述第二 PMOS管MP2的源极以及所述抗饱和负载驱动电路中的第三PMOS管MP3的源极与复位电平输入端相连；
[0012]所述第三PMOS管MP3的漏极以及所述传输门TG的信号输出端与复位信号输出端相连，所述传输门TG的信号输入端连接到Vbl—ing输出端。
[0013]进一步地，所述第一匪OS管丽I的尺寸大于所述第一 PMOS管MPl的尺寸，所述第二NMOS管丽2的尺寸大于所述第二 PMOS管MP2的尺寸。
[0014]进一步地，在所述不交叠信号产生电路中，所述与非门Gl、G2，以及反相器B1、B2、B3采用3.3V工艺MOS管。
[0015]进一步地，在所述电平转换电路中，所述PMOS管MPl、MP2，以及NMOS管丽1、丽2采用5V工艺MOS管。
[0016]进一步地，在所述抗饱和负载驱动电路中，所述PMOS管MP3以及传输门TG采用5V工艺MOS管。
[0017]本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果:
[0018]本实用新型中在电平转换电路中采用交叉耦合PMOS管结构，电路结构简单，电路功耗较小，对像素阵列负载依赖性不高;在负载驱动电路中嵌入了抗饱和结构，采用IV取代OV作为复位信号的低电平电压，提供像素积分期间复位管的低电平偏置信号，提高了像素最大输出摆幅，同时消除了图像滞后与弱光条件下的非线性响应，增强了像素的抗饱和能力。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的一种图像传感器像素硬复位保护电路的电路图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明创造的实施方式不限于此。
[0021]实施例:如图1所示，一种图像传感器像素硬复位保护电路，包括不交叠信号产生电路、电平转换电路以及抗饱和负载驱动电路，其中:
[0022]所述不交叠信号产生电路含有2个与非门Gl、G2，3个反相器B1、B2、B3;
[0023]所述电平转换电路含有2个PMOS管MPl、MP2，2个NMOS管丽1、丽2 ；
[0024]所述抗饱和负载驱动电路含有I个PMOS管MP3，I个传输门TG;
[0025]所述第一与非门Gl设有两个输入端、一个输出端，所述第二与非门G2设有两个输入端、一个输出端，所述第一与非门GI的两个输入端分别与复位开关、所述第二与非门G2的输出端相连，所述第二与非门G2的两个输入端分别与所述第一与非门Gl的输出端、第三反相器B3的输出端相连，所述第三反相器B3的输入端与复位开关相连，所述第一反相器BI的输入端与所述第一与非门Gl的输出端相连，第一反相器BI的输出端与所述电平转换电路中的第一 NMOS管MNl的栅极相