放大器的。通过工艺仿真、测试，如图14所示的PMOS in Pwell电容的C-V曲线如图15所示，其平坦区开始于栅源电压为O的附近，在栅源电压为较负时C-V曲线很平坦，故PMOS in Pwell电容可以用作列放大电路的增益电容。更重要的是，当输入信号较小时，输入电容的栅源电压较负，处于C-V曲线的平坦区，而反馈电容的栅源电压在O附近，其容值小于平坦区时的值，故输入信号小时的增益略大于输入信号较大时的增益。因此，采用PMOS in Pwell电容天然具有反γ的优点，在暗场景时，增益略大，亮场景时，增益略小，更利于实现尚动态图像。
[0112]本发明实施例将1-V转换单元电压输出端通过开关接V-1转换单元第一输入端，将电容跨接于所述V-1转换单元第一输入端和所述第一电压之间，使得1-V转换单元的控制电压可以保持在电容两端，断开开关可以避免参考电流源的噪声对镜像电流源的输出产生干扰，从而避免引入参考电流源及晶体管的噪声，提升镜像电流源的性能。通过连接在所述V-1转换单元电流输出端与镜像电流源输出端之间控制单元对镜像电流源的工作状态进行控制，使得镜像电流源在不需提供电流时不工作，从而减小功耗。
[0113]另外，本发明实施例中CMOS图像传感器读出电路的镜像电流源阵列在每个像素单元的偏置电流源栅端插入一个较小的开关和一个较小的电容，首先所有开关导通，对每列偏置电流源栅端电容进行充电，待电容上电压稳定后断开开关，电流源的偏置电压就分别保持在其栅端的小电容两端；在像素单元信号读出阶段，由于开关已断开，参考电流源及与之连接的晶体管产生的噪声对像素单元的偏置电压没有影响，从而避免了引入参考电流源和晶体管的噪声。同时，由于插入的小开关和小电容是局部的，当像素单元输出信号的幅度较大时，并不会通过电流源的栅源电容回踢到其它列电流源的栅端，也就不会影响到其它列像素单元的偏置电流，使得图像的高亮处所在行也不会异常，从而提升CMOS图像传感器的图像质量。
[0114]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种镜像电流源，其特征在于，包括:1-V转换单元、V-1转换单元、开关、电容； 所述1-V转换单元第一输入端连接至所述参考电流源输出端，所述1-V转换单元电压输出端通过开关接V-1转换单元第一输入端，所述1-V转换单元第二输入端接第一电压；所述电容跨接于所述V-1转换单元第一输入端和所述第一电压之间，所述V-1转换单元第二输入端连接至所述第一电压，所述V-1转换单元电流输出端为所述镜像电流源输出端。
2.根据权利要求1所述的镜像电流源，其特征在于，所述参考电流源包括带隙基准源。
3.根据权利要求1所述的镜像电流源，其特征在于，所述镜像电流源还包括: 控制单元，连接在所述V-1转换单元电流输出端与镜像电流源输出端之间； 所述控制单元输入端连接至所述V-1转换单元电流输出端； 所述控制单元控制端选择性连接至第二电压或第三电压； 所述控制单元输出端连接至所述镜像电流源输出端。
4.根据权利要求3所述的镜像电流源，其特征在于，所述镜像电流源还包括:第二控制单元; 所述第二控制单元输入端连接至所述参考电流源输出端； 所述第二控制单元输出端连接至所述1-V转换单元输入端； 所述第二控制单元的控制电压输出端连接至所述第二电压。
5.根据权利要求1所述的镜像电流源，其特征在于，所述1-V转换单元包括: 第一 NMOS管；所述V-1单元包括:第二 NMOS管； 所述第一 NMOS管的漏极与栅极共同连接至所述1-V转换单元的第一输入端； 所述第一 NMOS管的栅极连接至所述1-V转换单元的电压输出端； 所述第一 NMOS管的源极连接至所述1-V转换单元的第二输入端； 所述第二 NMOS管的漏极连接至所述V-1转换单元电流输出端； 所述第二 NMOS管的栅极连接至所述V-1转换单元第一输入端； 所述第二 NMOS管的源极连接至所述V-1转换单元第二输入端。
6.根据权利要求3所述的镜像电流源，其特征在于，所述控制单元包括:第三NMOS管； 所述第一 NMOS管的漏极与栅极共同连接至所述1-V转换单元的第一输入端； 所述第一 NMOS管的栅极连接至所述1-V转换单元的电压输出端； 所述第一 NMOS管的源极连接至所述1-V转换单元的第二输入端； 第二 NMOS管的漏极连接至所述V-1转换单元电流输出端； 所述第二 NMOS管的栅极连接至所述V-1转换单元第一输入端； 所述第二 NMOS管的源极连接至所述V-1转换单元第二输入端； 第三NMOS管的源极连接至所述控制单元输入端； 所述第三NMOS管的栅极连接至所述控制单元控制端； 所述第三NMOS管的漏极连接至所述控制单元输出端。
7.根据权利要求5或6所述的镜像电流源，其特征在于，所述第一电压包括:地。
8.根据权利要求6所述的镜像电流源，其特征在于，所述第二电压高于所述第三电压。
9.根据权利要求5或6所述的镜像电流源，其特征在于，用PMOS管替代NMOS管。
10.根据权利要求9所述的镜像电流源，其特征在于，所述第一电压由所述PMOS管决定。
11.根据权利要求9所述的镜像电流源，其特征在于，所述第二电压低于所述第三电压。
12.—种镜像电流源阵列，其特征在于，包括:参考电流源、1-V转换单元、N个V-1转换单元、N个开关、N个电容，N为大于等于2的自然数； 所述ι-ν转换单元第一输入端连接至所述参考电流源输出端，所述1-V转换单元电压输出端通过第η开关接至第η个V-1转换单元第一输入端，I ^ n ^ N，所述1-V转换单元第二输入端连接至第一电压； 所述第η电容跨接于第η个V-1转换单元第一输入端和所述接第一电压之间，所述每个V-1转换单元第二输入端连接至第一电压，所述第η个V-1转换单元电流输出端接所述镜像电流源阵列第η输出端。
13.根据权利要求12所述的镜像电流源阵列，其特征在于，还包括分别对应于N列像素单元的N个控制单元，所述N个控制单元分别连接在所述N个V-1转换单元电流输出端与镜像电流源输出端之间； 第η控制单元输入端连接至第η个V-1转换单元电流输出端，I ^ n ^ N ； 所述第η控制单元控制端分别选择性连接至第二电压或第三电压； 所述第η控制单元输出端连接至所述镜像电流源阵列第η输出端。
14.一种CMOS图像传感器读出电路，其特征在于，包括:如权利要求12或13所述的镜像电流源阵列、像素单元阵列、像素单元读出电路； 所述镜像电流源阵列第η输出端连接至第η像素单元； 所述像素单元读出电路与所述像素单元阵列相连接。
15.一种如权利要求14所述CMOS图像传感器读出电路的控制方法，其特征在于，包括: 第η开关断开，所述控制单元控制端连接至所述第三电压； 第η开关断开，所述控制单元控制端连接至所述第二电压； 第η开关闭合； 第η开关断开，对所述像素单元进行读操作。
16.一种适用于CMOS图像传感器的放大电路，适于配置于每列像素单元，其特征在于，包括:运算放大器、第一电容、第二电容、放大器开关； 每一所述第一电容的两端中，其中一端连接所述放大器输入端，另一端用于连接权利要求15所述的CMOS图像传感器读出电路中每一列的所述像素单元读出电路输出端；所述运算放大器第二电容两端分别与所述放大器输入端、输出端相连接； 所述运算放大器开关两端分别与所述放大器输入端、输出端相连接； 所述运算放大器电流偏置输入端与所述镜像电流源列输出端相连接。
17.根据权利要求16所述的放大电路，其特征在于，所述放大器第一电容以及放大器第二电容用在P阱中制作的PMOS实现。
【专利摘要】一种电流源及其阵列、读出电路及其控制方法、放大电路，所述镜像电流源包括：I-V转换单元、V-I转换单元、开关、电容；所述I-V转换单元第一输入端连接至所述参考电流源输出端，所述I-V转换单元电压输出端通过开关接V-I转换单元第一输入端，所述I-V转换单元第二输入端接第一电压；所述电容跨接于所述V-I转换单元第一输入端和所述第一电压之间，V-I转换单元第二输入端连接至第一电压，所述V-I转换单元电流输出端接所述镜像电流源输出端。所述镜像电流源避免引入参考电流源及晶体管的噪声，提升镜像电流源的性能。
【IPC分类】G05F3-26, H03F1-26
【公开号】CN104679095
【申请号】CN201510082345
【发明人】乔劲轩, 李鹏
【申请人】格科微电子（上海）有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月15日