放大器电路、图像传感器和模数转换电路的操作方法与流程

在此描述的本公开的实施例涉及模数转换器，并且更具体地，涉及用于优化双转换增益操作的模数转换电路和模数转换电路的操作方法。

背景技术：

1、图像传感器可包括例如电荷耦合器件(ccd)图像传感器、互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器(cis)等。cmos图像传感器可包括包含cmos晶体管的像素，并且可通过使用包括在每个像素中的光电转换元件(或器件)将光能转换为电信号。cmos图像传感器可通过使用由每个像素生成的电信号来获得关于捕获/拍摄的图像的信息。

2、模数转换器(adc)可接收模拟输入电压，并且可将接收的模拟输入电压转换为数字信号。转换后的数字信号可被提供给其他装置。adc可用在各种信号处理装置中。随着信号处理装置的性能的提高，如今，需要针对模拟信号的提高的分辨率。因此，已使用能够同时处理许多信号或针对每个信号提供提高的分辨率的adc。然而，这样的adc可能导致功耗的增大。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供用于优化双转换增益操作的电流消耗和执行双转换增益操作所花费的时间的模数转换电路、模数转换电路的操作方法和包括模数转换电路的图像传感器。

2、根据一些实施例，一种放大器电路包括：第一输入端子，接收斜坡信号；第二输入端子，接收像素信号；输出端子，输出输出信号，其中，输出信号基于将像素信号与斜坡信号进行比较的结果；电容器，电连接在输出端子与接地端子之间；开关，与电容器电连接；以及电流源，输出电源电流。像素信号对应于第一转换增益或第二转换增益，并且第二转换增益的值高于第一转换增益的值，并且所述放大器电路的带宽依据像素信号对应于第一转换增益还是第二转换增益而被调整。

3、根据一些实施例，一种图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素，其中，像素阵列被配置为从共享浮置扩散区的所述多个像素输出与第一转换增益对应的第一像素信号和与第二转换增益对应的第二像素信号；第一多个模数转换(adc)电路，其中，第一多个adc电路中的每个被配置为基于第一像素信号和第一斜坡信号来输出第一数字信号；以及第二多个adc电路，其中，第二多个adc电路中的每个被配置为基于第二像素信号和第二斜坡信号来输出第二数字信号。第二转换增益的值高于第一转换增益的值。第一多个adc电路的第一带宽和第二多个adc电路的第二带宽彼此独立地被调整。

4、根据一些实施例，一种模数转换(adc)电路的操作方法包括：从adc电路的放大器生成输出信号，其中，输出信号基于将像素信号与斜坡信号进行比较的结果；依据像素信号的转换增益来调整放大器的电源电流；以及依据像素信号的转换增益来调整放大器的带宽。输出信号还基于电源电流。

技术特征：

1.一种放大器电路，包括：

2.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，当第一开关被接通时，电容器减小所述放大器电路的带宽。

3.根据权利要求2所述的放大器电路，其中，当像素信号对应于第一转换增益时，第一开关响应于第一转换增益使能信号而被接通或断开，并且

4.根据权利要求3所述的放大器电路，其中，第一转换增益使能信号被保持在高信号电平期间的时间段与第二转换增益使能信号被保持在高信号电平期间的时间段不同。

5.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，当像素信号对应于第一转换增益时所述放大器电路的带宽低于当像素信号对应于第二转换增益时所述放大器电路的带宽。

6.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的放大器电路，其中，电源电流的电平依据像素信号对应于第一转换增益还是第二转换增益而被调整。

7.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，电流源包括：

8.根据权利要求7所述的放大器电路，其中，当像素信号对应于第一转换增益时，第二开关响应于第一转换增益使能信号而被接通或断开，并且

9.根据权利要求8所述的放大器电路，其中，第一转换增益使能信号被保持在高信号电平期间的时间段与第二转换增益使能信号被保持在高信号电平期间的时间段不同。

10.一种图像传感器，包括：

11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，第一带宽小于第二带宽。

12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，第一多个模数转换电路中的每个包括第一放大器，第一放大器被配置为基于将第一像素信号与第一斜坡信号进行比较的结果来生成第一输出信号，

13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，第一放大器和第二放大器中的每个包括：

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，第一放大器的第一开关响应于第一转换增益使能信号而被接通或断开，并且第二放大器的第一开关响应于第二转换增益使能信号而被接通或断开，并且

15.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，第一放大器基于第一电源电流进行操作，并且第二放大器基于第二电源电流进行操作，

16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，第一放大器的第二开关响应于第一转换增益使能信号而被接通或断开，并且第二放大器的第二开关响应于第二转换增益使能信号而被接通或断开，并且

17.一种模数转换电路的操作方法，包括：

18.根据权利要求17所述的操作方法，其中，放大器包括电连接在输出端子与接地端子之间的电容器和与电容器电连接的开关，

19.根据权利要求17所述的操作方法，其中，放大器包括输出第一子电源电流的第一电流源、输出第二子电源电流的第二电流源、和与第二电流源电连接的开关，

20.根据权利要求17至权利要求19中的任一项所述的操作方法，其中，调整电源电流的步骤包括：

技术总结
公开了放大器电路、图像传感器和模数转换电路的操作方法。所述放大器电路包括：第一输入端子，接收斜坡信号；第二输入端子，接收像素信号；输出端子，输出输出信号，其中，输出信号基于将像素信号与斜坡信号进行比较的结果；电容器，电连接在输出端子与接地端子之间；开关，与电容器电连接；以及电流源，输出电源电流。像素信号对应于第一转换增益或第二转换增益，并且第二转换增益的值高于第一转换增益的值，并且所述放大器电路的带宽依据像素信号对应于第一转换增益还是第二转换增益而被调整。

技术研发人员：田在熏
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29