低功率电流积分DAC斜变稳定辅助电路的制作方法

本公开大体上涉及图像传感器，且具体地说但非排他地，涉及图像传感器中的斜变产生器。

背景技术：

1、图像传感器已经变为普遍存在的，且现在广泛用于数码相机、蜂窝式电话、安全相机以及医疗、汽车和其它应用中。随着图像传感器集成到更广范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功率消耗、动态范围等)增强其功能性、性能度量等。用于制造图像传感器的技术一直在高速发展。举例来说，对较高分辨率和较低功率消耗的需求促进了这些装置的进一步小型化和集成。

2、典型互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射到图像传感器上而进行操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光之后产生图像电荷。像素光生的图像电荷可测量为列位线上随入射图像光而变的模拟输出图像信号。换句话说，产生的图像电荷的量与图像光的强度成比例，所述产生的图像电荷被读出为来自列位线的模拟信号并且转换成数字值以生产表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

3、模数转换器(adc)通常用于cmos图像传感器(cis)中以通过图像传感器将电荷转换成电荷的数字表示。adc基于图像电荷信号与参考电压信号的比较产生电荷的数字表示。参考电压信号常规地可以是通过斜变产生器提供的斜变信号，且比较可以常规地通过比较器执行，所述比较器提供可以与计数器一起使用的输出以产生图像电荷的数字表示。

4、应了解，通过斜变产生器产生的并且通过比较器接收的斜变信号的斜变稳定时间或延迟可以限制图像传感器的最大帧速率。因此，减少由比较器接收的斜变信号的斜变稳定时间可以提高最大帧速率并且因此提高图像传感器的性能。

技术实现思路

1、在一个方面中，本申请案提供一种斜变产生器，其包括：运算放大器，其具有第一输入、第二输入以及用以产生斜变信号的输出；积分电流源，其耦合到所述运算放大器的所述第一输入；参考电压，其耦合到所述运算放大器的所述第二输入；反馈电容器，其耦合于所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间；重置开关，其耦合于所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间，其中所述重置开关被配置成接通以重置所述斜变产生器，其中斜变事件被配置成响应于所述重置开关关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜变信号中产生；和辅助电流源，其耦合于所述运算放大器的所述输出与地之间，其中所述辅助电流源被配置成响应于所述重置开关关断而将来自所述运算放大器的所述输出的辅助电流传导到地。

2、在另一方面中，本申请案提供一种成像系统，其包括：像素阵列，其接收图像光并且作为响应产生图像电荷电压信号；和读出电路系统，其经耦合以从所述像素阵列接收所述图像电荷电压信号并且作为响应提供所述图像电荷电压信号的数字表示，所述读出电路系统包含比较器以接收所述图像电荷电压信号，将所述图像电荷电压信号与来自斜变产生器的斜变信号进行比较，并且作为响应提供所述图像电荷电压信号的所述数字表示，其中所述斜变产生器包括：运算放大器，其具有第一输入、第二输入以及用以产生所述斜变信号的输出；积分电流源，其耦合到所述运算放大器的所述第一输入；参考电压，其耦合到所述运算放大器的所述第二输入；反馈电容器，其耦合于所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间；重置开关，其耦合于所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间，其中所述重置开关被配置成接通以重置所述斜变产生器，其中斜变事件被配置成响应于所述重置开关关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜变信号中产生；和辅助电流源，其耦合于所述运算放大器的所述输出与地之间，其中所述辅助电流源被配置成响应于所述重置开关关断而将来自所述运算放大器的所述输出的辅助电流传导到地。

技术特征：

1.一种斜变产生器，其包括：

2.根据权利要求1所述的斜变产生器，其另外包括耦合于所述运算放大器的所述第二输入与地之间的参考电容器。

3.根据权利要求1所述的斜变产生器，其另外包括耦合于所述运算放大器的所述输出与地之间的输出电容器。

4.根据权利要求3所述的斜变产生器，其中所述辅助电流大致等于通过所述积分电流源传导的积分电流乘以所述输出电容器的电容与所述反馈电容器的电容的比率。

5.根据权利要求3所述的斜变产生器，其中通过所述辅助电流源传导的所述辅助电流大致等于在所述斜变事件期间来自所述输出电容器的放电电流，所述斜变事件被配置成响应于所述重置开关关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜变信号中产生。

6.根据权利要求1所述的斜变产生器，其中当所述重置开关被配置成接通以重置所述斜变产生器时，所述辅助电流为零。

7.根据权利要求6所述的斜变产生器，其另外包括耦合到所述辅助电流源的辅助电流开关，其中所述辅助电流开关被配置成当所述重置开关被配置成接通时关断，其中所述辅助电流开关被配置成当所述重置开关被配置成关断时接通。

8.一种成像系统，其包括：

9.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述斜变产生器另外包括耦合于所述运算放大器的所述第二输入与地之间的参考电容器。

10.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述斜变产生器另外包括耦合于所述运算放大器的所述输出与地之间的输出电容器。

11.根据权利要求10所述的成像系统，其中所述辅助电流大致等于通过所述积分电流源传导的积分电流乘以所述输出电容器的电容与所述反馈电容器的电容的比率。

12.根据权利要求10所述的成像系统，其中通过所述辅助电流源传导的所述辅助电流大致等于在所述斜变事件期间来自所述输出电容器的放电电流，所述斜变事件被配置成响应于所述重置开关关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜变信号中产生。

13.根据权利要求8所述的成像系统，其中当所述重置开关被配置成接通以重置所述斜变产生器时，所述辅助电流为零。

14.根据权利要求13所述的成像系统，其中所述斜变产生器另外包括耦合到所述辅助电流源的辅助电流开关，其中所述辅助电流开关被配置成当所述重置开关被配置成接通时关断，其中所述辅助电流开关被配置成当所述重置开关被配置成关断时接通。

技术总结
本申请案涉及低功率电流积分DAC斜变稳定辅助电路。斜变产生器包含具有用以产生斜变信号的输出的运算放大器。积分电流源耦合到第一输入且参考电压耦合到所述运算放大器的第二输入。反馈电容器和重置开关耦合于所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间。所述重置开关接通以重置所述斜变产生器。斜变事件被配置成响应于所述重置开关关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜变信号中产生。辅助电流源耦合于所述运算放大器的所述输出与地之间。所述辅助电流源被配置成响应于所述重置开关关断而将来自所述运算放大器的所述输出的辅助电流传导到地。

技术研发人员：孙涛
受保护的技术使用者：豪威科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15