极209 (节点B)上的电压的 变化量dVB具有由如下表达式（19)给出的关系：
[0206] dVB = dVdXClACl+C2) · · · (19)。
[0207] 由表达式（18)和表达式（19)得到如下表达式（20):
[0208] dVB = dVdXk/(l+k) · · · (20)。
[0209] 为蓄积作为信号电荷的空穴，希望向第一电极201(节点A)供给的电压Vs和复位 电压Vres满足如下表达式（21)给出的关系：
[0210] Vs>Vres · · · (21) 〇
[0211] 为传送信号电荷的空穴，希望第一电极201(节点A)上的电压Vs、复位电压Vres 和第二电极209上的电压的变化量dVB满足如下表达式（22)给出的关系：
[0212] Vs〈Vres+dVB · · · (22)。
[0213] 如果满足表达式（21)的关系，则可以在光电转换层205中形成允许空穴向绝缘层 207漂移的电势梯度。如果满足表达式（22)的关系，则容易使光电转换层205的电势梯度 反转。
[0214] 由表达式（20)和表达式（22)得到表达式（23)。
[0215] Vs_Vres〈dVdXk/(l+k) · · · (23)
[0216] 在信号电荷是空穴的示例性实施例中，第二电压Vd2高于第一电压Vdl。即，节点 C上的电压的变化量dVd( = Vd2-Vdl)具有正值。因此，表达式（23)的两边除以dVd不改 变不等号的方向。
[0217] 因此，由表达式（23)得到由下面的表达式（24)给出的关于电容值C1与电容值C2 的电容比k的关系表不。
[0219] 如果满足表达式（24)的关系，则可以减少未排出的电荷的量。因此，可以实现噪 声减少。
[0220] 在本示例性实施例中，第一电极201上的电压Vs等于3V，复位电压Vres等于IV。 因为第一电压Vdl等于0V且第二电压Vs2等于5V，所以节点C上的电压的变化量dVd等 于5V。于是，设置k>2/3。具体地，在本示例性实施例中，第一电容器103的电容值C1等于 4fF，第二电容器111的电容值C2等于IfF。即，获得k = 4。这种配置可以实现更多的噪 声减少。
[0221] 在本示例性实施例中，第一电容器103的上电极211或下电极213在平面图中的 面积Sd和第二电极209在平面图中的面积Ss满足Sd>0. 5 X Ss的关系。这种配置使得容 易获得上述电容比的关系。
[0222] 此外，当k值增大时，噪声减少效果提高。因此，在第一电容器103的电容值C1等 于或大于第二电容器111的电容值C2的情况下，可以进一步提高噪声减少效果。
[0223] 通过使用第一电压Vdl和第二电压Vd2,节点C上的电压的变化量dVd由dVd = Vd2-Vdl给出。另外，可以使用表达式（18)将表达式（24)的左手边重写为C1AC1+C2)。因 此，将表达式（24)修改为表达式（25)。
[0225] 现在描述信号电荷是电子的不例性实施例。如果信号电荷是电子，则表达式（21) 和表达式（22)中的不等号的方向改变。因此，表达式（23)中的不等号的方向也改变。即， 如果信号电荷是电子，则获得下面的表达式（26)。
[0226] Vs_Vres>dVdXk/(l+k) · · · (26)
[0227] 注意，在信号电荷是电子的示例性实施例中，第二电压Vd2比第一电压Vdl低。即， 节点C上的电压的变化量dVd( = Vd2-Vdl)具有负值。因此，将式（26)的两边除以dVd改 变不等号的方向。因此，与信号电荷是空穴的情况同样，获得由式（24)和式（25)给出的关 系表不。
[0228] 在这里，将描述由表达式（25)给出的关系。当复位电压Vres接近向光电转换单 元101的第一电极201供给的电压Vs时，右手边的值减小。即，即使第一电容器103的电 容值C1小，光电转换层205的电势梯度也可以反转。如果复位电压Vres与向第一电极201 供给的电压Vs之差小，则可以蓄积在光电转换层205中的电荷量小。
[0229] 相对照地，当复位电压Vres与电压Vs之差增大时，右手边的值增大。即，对于第 一电容器103的电容值C1使用大的值。在该情况下，复位电压Vres与第一电压Vsl之差 大。于是，可以蓄积在光电转换层205中的电荷的量可以增大。
[0230] 就电荷饱和量与第一电容器103的电容值C1之间的平衡而言，优选的是复位电压 Vres与电压Vs之差在第一电压Vsl与第二电压Vs2之差的20%至80%的范围内。例如， 如果第一电压Vsl等于0V且第二电压Vs2等于5V，则希望与复位电压Vres之差在IV至 4V的范围内。
[0231] 特别地，即使复位电压Vres与电压Vs之差大，第一电压Vdl与第二电压Vd2之差 的增大也可减少第一电容器103的电容值C1。然而，在使用光电转换装置作为照相机等的 图像传感器的情况下，为了减少功耗，使用低电源电压。例如，供给到图像传感器的电源电 压一般小于或等于5V。因此，对于式（24)~式（25)中的电压，也使用小于或等于5V的值。 因此，难以增加第一电压Vdl与第二电压Vd2之差。在这种情况下，第一电容器103的电容 值C1和第二电容器111的电容值C2满足上述的关系，从而使得能够在低电压地驱动光电 转换装置的情况下降低噪声。
[0232] 如上所述，可通过使用第一电容器103的电容值C1与包含于光电转换单元101中 的第二电容器111的电容值C2之间的关系实现噪声减少。应当理解，即使电容值C1和电 容值C2的比率不满足式（24)或式（25)的关系，也实现噪声减少效果。以上给出的数值仅 是例子，而非意在限制。
[0233] 可能在光电转换层205与绝缘层207之间的交界面处存在有缺陷的能级等。在这 种情况下，通过使用已知技术考虑平带能量可能就够了。
[0234] 接下来，将描述根据本示例性实施例的光电转换装置的驱动方法。图13示出了在 根据本示例性实施例的光电转换装置中所使用的驱动信号的时序图。在图13中，示出了用 于第η行和第n+1行或总共两行的信号读出的驱动信号。
[0235] 与根据第一示例性实施例的驱动方法不同的是，向图8中所示的节点C供给电压 信号Vd。在图13中，示出了电压信号Vd的时序图。电压信号Vd包括第一电压Vdl和第二 电压Vd2。第一不例性实施例中的电压信号Vs为第一电压Vsl的时段对应于本不例性实施 例中的电压信号Vd为第一电压Vdl的时段。第一不例性实施例中的电压信号Vs为第二电 压Vs2的时段对应于本示例性实施例中的电压信号Vd为第二电压Vd2的时段。
[0236] 其它驱动信号的时序图与图7中的时序图基本上相同。因此，这里不再详细描述。
[0237] 在根据本示例性实施例的光电转换装置中，如上所述，复位晶体管102对于由光 电转换单元101执行的每次蓄积操作执行图6D所示的第一复位操作和图6A所示的第二复 位操作。该配置可防止向光电转换单元101施加的电极间电压的减少。因此，可提高动态 范围。
[0238] 第三示例性实施例
[0239] 将描述另一个示例性实施例。本示例性实施例与第一示例性实施例和第二示例性 实施例的不同之处在于，开关被设置在放大单元的输入节点与光电转换单元之间。因此，只 描述与第一示例性实施例或第二示例性实施例不同的部分。与第一示例性实施例及第二示 例性实施例中的任何一个中的部分基本上相同的部分将不再描述。
[0240] 图14示意性地示出了根据本示例性实施例的光电转换装置的像素100的配置。在 图14中，示出了以两行两列布置的四个像素100。具有与图1A中基本相同的功能的部分被 分配相同的附图标记。每个光电转换单元101均具有与第一示例性实施例中的结构相似的 结构。因此，在图14中未示出光电转换单元101的截面结构。
[0241] 在本示例性实施例中，开关501被设置在光电转换单元101与第一电容器103之 间的电路径上。换句话说，第一电容器103经由开关501与光电转换单元101电连接。开 关501还被设置在光电转换单元101与放大器晶体管104之间的电路径上。换句话说，放 大器晶体管104经由开关501与光电转换单元101电连接。放大器晶体管104的栅极和第 一电容器103的第一端子被包括在节点B中。
[0242] 开关501控制光电转换单元101与节点B之间的导电。关断开关501和复位晶体 管102这两者使节点B进入电气浮置状态。
[0243] 向开关501供给驱动信号pGS。分配诸如（η)和（n+1)之类的指示行的符号，以区 分要供给到不同行的驱动信号PGS。
[0244] 除了设置有开关501之外，根据本示例性实施例的每个像素100的配置与第一示 例性实施例中的配置基本相同。另外，根据本示例性实施例的光电转换装置的总体配置与 第一示例性实施例中的总体配置基本相同。
[0245] 上述配置使得所有行的曝光时段能够一致。实现了所谓的全局电子快门。因为驱 动信号PGS是在逐行的基础上、独立地供给的，所以还实现了全局电子快门操作模式与卷 帘快门操作模式之间的切换。
[0246] 在本示例性实施例中，如图14中所示，来自电压供给单元110的电压Vs供给到与 光电转换单元101的第一端子连接的节点A。与第一示例性实施例类似，电压供给单元110 至少使用第一电压Vsl和第二电压Vs2来控制节点A上的电压。这种配置使得能够在光电 转换单元101中蓄积电荷以及排出或传送来自光电转换单元101的电荷。
[0247] 接下来，将描述根据本示例性实施例的光电转换装置的驱动方法。图15示出了在 根据本示例性实施例的光电转换装置中所使用的驱动信号的时序图。在图15中，示出了用 于第η行和第n+1行或总共两行的信号读出的驱动信号。
[0248] 与根据第一示例性实施例的驱动方法不同的是，向开关501供给驱动信号pGS。在 图15中，示出了驱动信号pGS的时序图。当驱动信号pGS处于高电平时，开关501接通。当 驱动信号pGS处于低电平时，开关501关断。
[0249] 根据本示例性实施例的光电转换装置被配置为执行全局电子快门操作。在时刻tl 之前，第η行中的像素100的光电转换单元101和第n+1行中的像素100的光电转换单元 101蓄积信号电荷。另外，在时刻tl之前，用于第η行的电压信号Vs (η)和用于第n+1行的 电压信号Vs (n+1)均等于第一电压Vsl。
[0250] 在时刻tl，驱动信号pRES(n)和驱动信号pRES(n+l)上升到高电平，第η行中的 像素100的复位晶体管102接通。因此，第η行中的像素100的节点Β上的电压和第n+1 行中的像素100的节点B上的电压均被复位为复位电压Vres。之后，在时刻t2,驱动信号 pRES(η)和驱动信号pRES(n+1)下降到低电平，像素100的复位晶体管102关断。
[0251] 在时刻t3,驱动信号pGS (η)和驱动信号pGS (n+1)上升到高电平。因此，开关501 接通。于是，根据本示例性实施例的像素100中的每一个都具有图1B或1C中所示的等效 电路。
[0252] 在时刻t4,电压信号Vs (η)和电压信号Vs (n+1)从第一电压Vsl转变到第二电压 Vs2。随后，在时刻t5,电压信号Vs(n)和电压信号Vs(n+1)从第二电压Vs2转变到第一电 压Vsl。通过从时刻t4到时刻t5的操作，信号电荷被传送。因此，在节点B中产生与所蓄 积的信号电荷的量对应的电压Vp。此时的操作与在第一示例性实施例中参考图6A到6F描 述的操作基本相同。即，在图6B和图6C中示出了每个光电转换单元101在此时的能带状 ??τ 〇
[0253] 在时刻t6,驱动信号pGS (η)和驱动信号pGS (n+1)下降到低电平。因此，开关501 关断。这导致光电转换单元101和节点B之间的电传导关断连接。于是，在节点B保持与 前一帧的信号电荷的量对应的电压Vp的同时，光电转换单元101可以蓄积下一帧的信号电 荷。在本示例性实施例中，多个行中的像素100能够并行执行上述操作。即，多个行中的像 素100的光电转换单元101能够同时开始蓄积信号电荷。
[0254] 在随后的操作中，光学信号被逐行读出。在时刻t7,驱动信号pSEL(n)上升到高电 平。在时刻t7,驱动信号pTS(n)也上升到高电平。因此，第η行中的像素100的放大器晶 体管104输出光学信号。从第η行中的像素100输出的光学信号被保持在电容器CTS中。 在时刻t9之后，被保持在电容器CTS中的光学信号在逐列的基础上输出到输出单元170。
[0255] 在时刻tlO,开始读出第n+1行的光学信号。该操作类似于对第η行的操作，这里 不再描述。
[0256] 通过上述操作，实现了基于全局电子快门操作的信号读出。在图15中，只示出用 于第η行和第n+1行的驱动信号。注意，可以对所有行同时执行从时刻tl到时刻t6的操 作。
[0257] 另外，在本示例性实施例中，在驱动信号pGS保持在高电平的同时，可以供给图7 中所示的驱动信号。这使得能够以与第一示例性实施例类似的方式基于卷帘快门操作进行 信号读出。
[0258] 此外，在本示例性实施例中，第一电容器103与节点B连接。因此，可以实现噪声 减少效果。
[0259] 第四示例性实施例
[0260] 将描述另一个示例性实施例。本示例性实施例与第一示例性实施例和第二示例性 实施例的不同之处在于，将开关设置在放大单元的输入节点与光电转换单元之间。本示例 性实施例与第三示例性实施例之间的区别如下：在第三示例性实施例中，对节点A上的电 压进行控制，而在本示例性实施例中，对节点C上的电压进行控制。因此，仅描述与第一示 例性实施例到第三示例性实施例不同的部分。与第一示例性实施例到第三示例性实施例中 的任一个中的部分基本上相同的部分将不再描述。
[0261] 图16示意性地示出了根据本示例性实施例的光电转换装置的像素100的配置。在 图16中，示出了以两行两列布置的四个像素100。与图8中具有基本相同的功能的部分被 分配相同的附图标记。每个光电转换单元101均具有与第二示例性实施例中的结构相似的 结构。因此，在图16中，未示出光电转换单元101的截面结构。
[0262] 在本示例性实施例中，开关501被设置在光电转换单元101与第一电容器103之 间的电路径中。换句话说，第一电容器103经由开关501与光电转换单元101电连接。开 关501还被设置在光电转换单元101与放大器晶体管104之间的电路径中。换句话说，放 大器晶体管104经由开关501与光电转换单元101电连接。放大器晶体管104的栅极和第 一电容器103的第一端子被包括在节点B中。
[0263] 开关501控制光电转换单元101与节点B之间的导电。关断开关501和复位晶体 管102这两者将节点B置于电气浮置状态。
[0264] 驱动信号pGS被提供给开关501。分配指示行的符号，诸如（η)和（n+1)，以区分 提供给不同的行的驱动信号PGS。
[0265] 除了设置有开关501之外，根据本示例性实施例的每个像素100的配置与第二示 例性实施例中的配置基本相同。另外，根据本示例性实施例的光电转换装置的总体配置与 第二示例性实施例中的光电转换装置的总体配置基本相同。
[0266] 上述配置使得所有行的曝光时段能够一致。实现了所谓的全局电子快门。因为驱 动信号PGS是在逐行的基础上、独立地提供的，所以还实现了全局电子快门操作模式与卷 帘快门操作模式之间的切换。
[0267] 在本示例性实施例中，如图16中所示，来自电压供给单元410的电压Vd被供给到 经由第一电容器103与节点B耦接的节点C。与第二示例性实施例类似，电压供给单元410 至少使用第一电压Vdl和第二电压Vd2来控制节点C上的电压。这种配置使得能够在光电 转换单元101中蓄积电荷以及排出或传送来自光电转换单元101的电荷。
[0268] 接下来，将描述根据本示例性实施例的光电转换装置的驱动方法。图17示出