CN103503437B - 增益改变方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、读出方法以及电路 - Google Patents

增益改变方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、读出方法以及电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103503437B
CN103503437B CN201280021217.XA CN201280021217A CN103503437B CN 103503437 B CN103503437 B CN 103503437B CN 201280021217 A CN201280021217 A CN 201280021217A CN 103503437 B CN103503437 B CN 103503437B
Authority
CN
China
Prior art keywords
potential
semiconductor regions
gain
variable
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280021217.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103503437A (zh
Inventor
林丰
永宗靖
太田敏隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Publication of CN103503437A publication Critical patent/CN103503437A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103503437B publication Critical patent/CN103503437B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

动态范围的扩张在被设计为具有大增益的传统放大光电转换器件中是困难的，这是由于电流超过利用用于高输入光强度的设计规则获得的晶体管的接近最小尺寸的电容。此外，在传统光电转换器件等中，用于在器件级处实时改变电信号输出的技术对具有高对比度的观察目标或图像的实时导入来说以及对局部区域的实时可视化来说必要。为了解决该问题，本发明提供了在其中组合了放大光电转换器件和场效应晶体管的增益改变方法、可变增益光电转换器件、光电转换单元、光电转换阵列、其读出方法、以及其电路。通过该手段，实时改变输出电信号的增益和所捕获的图像的局部区域的可视化以及光学检测的动态范围扩张直到11位成为可能。

Description

增益改变方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单 元、可变增益光电转换阵列、读出方法以及电路
技术领域
本发明涉及一种改变用于将光输入信息转换为电信号的放大光电转换器件、放大光电转换单元及使用它们的放大光电转换阵列的增益的方法、以及可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元和可变增益光电转换阵列。此外，本发明涉及它们的读出方法及其电路。
背景技术
作为放大和获得光电流的光电转换器件、光电转换单元和光电转换阵列，已知有由将一个晶体管连接至光电晶体管的达林顿（Darlington）型光电转换单元构成的一维阵列（参见专利文献1的图1）、具有多个晶体管构造的二维光电传感器阵列（参见专利文献2的图9）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-288181号公报
专利文献2：美国专利第7592576号说明书
当这些光电转换器件、单元和阵列的光电流的增益（放大率）变得更大时，低照度下的电输出（例如输出电流等）增大，因此可以容易地执行信号处理。然而，在这种情况下，当照度变得更大或光强度变得更大时，电输出变得更大（例如，输出电流可能超过100μA）。因此，涉及到光电转换阵列中的像素地址选择晶体管的电阻成为问题，并且发生正确信号读出可能困难的问题。由此，在传统技术中，当增益变得更大时，可检测光强度的动态范围可能不会变得更大。
另外，在科学实验和特殊摄影等中，需要局部变更图像的亮度。在传统技术中，采用软件处理来局部变更图像的亮度。然而，在软件处理中，由于信号输出可能不是从成像阵列自身实时地获得，因此出现与信息处理所需的时间相 对应的延迟。此外，由于成像阵列的动态范围有限，因此存在所获得的信息的量有界限等问题。
发明内容
发明所要解决的问题
考虑到上述要点，进行了本发明，其课题在于下面的至少一个：
1）解决低照度下的信号处理以及对大光强度的大电流处理可能不与彼此兼容、即未能实现大动态范围这样的问题；
2）实现用于局部调节在由光电转换阵列拍摄的图像的亮度的硬件。
解决问题的方案
本发明提供了一种解决上述问题的改变光电转换器件、光电转换单元和光电转换阵列的增益的方法；被赋予了可变增益功能的光电转换器件、光电转换单元、光电转换阵列；以及它们的读出方法和用于读出它们的电路。
在本发明中，光强度、光波长、光调制频率等的光输入信息被光电转换元件转换为电量，并且供给至放大部。
光电转换元件是例如：电阻器件，其根据光强度、光波长、或光调制频率等的光输入信息来改变或调制电阻（以下被称作“光敏电阻器件”）；或者光电二极管，其根据光强度、光波长或光调制频率来改变或调制电流和电压。当这种光电转换元件的电阻或电流改变时，与该光电转换元件相关联或相连接的电容器中存储的电荷的量也改变。
另外，电量具有电单位，诸如电流、电压、存储电荷、频率等。
在本发明中，放大部包括一个或多个晶体管。
在本发明中，转换后的电量通过放大部被放大或者被转换且放大（convert&amplify），并以电信号形式输出。本发明提供了一种改变具有这种放大部的放大光电转换器件、放大光电转换单元和采用它们的放大光电转换阵列的增益的方法等。
如上所述的术语“转换且放大”表示如下。
（示例1）当该光电转换元件根据光输入信息而发生电阻变化时，不是对电阻自身的变化进行放大，其结果是放大流经该光电转换元件的电流（利用对该光电转换元件施加偏压等方法）的变化。
（示例2）当该光电转换元件根据光输入信息而发生电压变化时，将电压变化转换为充电电流或放电电流并放大，虽然可以直接使用该放大后的电流作为电信号，但是在充电时间或放电时间内再次存储该放大后的电流而用作放大后的电荷。
（示例3）当电荷通过光输入信息存储到与该光电转换元件相关联的电容器和必要时连接的附加电容器（electric capacitor）时，或者当所存储的电荷放电时，将该存储电荷转换为放电电流并放大，或者将放电后的电荷转换为充电电流并放大，虽然可以直接使用该放大后的电流作为电信号，但是在充电时间或放电时间内再次存储该放大后的电流而用作放大后的电荷。
本发明中，描述了将作为电量的电流放大并作为电信号（电路或所存储的电荷）而输出的示例、将作为电量的电荷或所得到的电压变化进行转换放大并作为电信号（电流或电荷）而输出的示例。
以下描述根据本发明提供的改变增益的方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、它们的读出方法和其电路的细节。
（1）
作为本发明第一方式的、改变放大光电转换器件、放大光电转换单元或放大光电转换阵列的增益的方法的特征在于，所述放大光电转换器件、放大光电转换单元或放大光电转换阵列包括：
放大光电转换部分，包括光电转换元件和一个或多个晶体管，其中所述晶体管具有集电极、基极和发射极；以及
第一场效应晶体管，具有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述光电转换元件连接至从所述一个或多个晶体管中选择的晶体管（以下，也称作“第一晶体管”。另外，将第一晶体管的集电极、基极和发射极分别称作“第一集电极”、“第一基极”和“第一发射极”。这同样适用于其他方式。）的基极，
所述光电转换元件是将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量的器件，
所述一个或多个晶体管的集电极中的至少一个是第一输出部，
所述一个或多个晶体管的发射极中的一个是第二输出部，
所述一个或多个晶体管的除第二输出部以外的其他发射极，连接至除基极 连接有光电转换元件的所述选择的晶体管以外的所述一个或多个晶体管的基极，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述方法在所述放大光电转换器件、放大光电转换单元或放大光电转换阵列中，
在所述一个或多个晶体管的任意基极或发射极之间，连接有所述第一源极和第一漏极，并且，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益（其可以被称作“放大率”）。另外，增益能够以从所述第一输出部或所述第二输出部获得的电信号量与通过所述光电转换元件转换的电量之比来表示。
以下提供应用了该第一方式的改变增益的方法的可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、它们的读出方法及其电路。
（2）
作为本发明第二方式的可变增益光电转换器件，其特征在于，包括：
放大光电转换部分，包括光电转换元件和一个或多个晶体管，其中所述晶体管具有集电极、基极和发射极；以及
第一场效应晶体管，具有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述光电转换元件连接至从所述一个或多个晶体管中选择的晶体管的基极，
所述光电转换元件是将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量的器件，
所述一个或多个晶体管的集电极中的至少一个是第一输出部，
所述一个或多个晶体管的发射极中的一个是第二输出部，
所述一个或多个晶体管的除第二输出部以外的其他发射极，连接至除基极连接有光电转换元件的所述选择的晶体管以外的所述一个或多个晶体管的基极，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
在所述一个或多个晶体管的任意基极或发射极之间，连接有所述第一源极和所述第一漏极，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
（3）
作为本发明的第三方式，涉及本发明第二方式的（2）中所述的可变增益光电转换器件的所述光电转换元件可以是光电二极管。
（4）
作为本发明的第四方式，涉及本发明第二方式的（2）中所述的可变增益光电转换器件的所述光电转换元件可以是包括所述选择的晶体管的所述集电极（第一集电极）和所述基极（第一基极）的光电二极管。
（5）
作为本发明的第五方式，涉及本发明第二方式的（2）中所述的可变增益光电转换器件的所述光电转换元件可以是根据所述光输入信息而电阻发生变化的可变光敏电阻器件。
在光电转换元件当中，可变光敏电阻器件在例如氢化无定形硅（aSi:H）、氢化无定形硅锗（aGe:H）膜、GaSb、InSb等化合物半导体薄膜、光电导有机薄膜等的两端上设置电极来形成，并且能够集成到在第一晶体管的表面上设置的绝缘膜上。该电极的一端连接至所述第一晶体管的第一基极的电极，并且该电极的另一端连接至光电转换元件的偏置电势、所述第一晶体管的第一集电极等。
向该基极输入下述电流：该电流的值相当于通过将该光电转换元件的偏置电势与所述选择的晶体管的基极电势之间的电势差除以可变光敏电阻器件的电阻而获得的值。因此，从所述第一输出部或第二输出部获得由所述一个或多个晶体管放大的电流。所述一个或多个晶体管中在不改变增益的情况下的放大率由所述一个或多个晶体管的各个电流放大率之积确定。由于可变光敏电阻器件的电阻根据光输入信息而改变，因此该电流根据光输入信息而改变。即，电阻变化被“转换且放大”并以电流输出形式获得。
在光电转换元件当中，当在所述晶体管的相同衬底上形成光电二极管时，光电二极管可以采用下述构造：将光引入到隔着绝缘膜设置的锗、GaSb、InSb的整流结或所述晶体管的集电极-基极结中。
另外，当所输入的光具有光谱分布、并且光电转换元件也具有光谱灵敏度特性时，如果即使2个所输入的光的光强度相同，在该2个所输入的光的光谱分布之间也存在差异，则在光电转换所产生的电量之间存在差异，也能够将光的波长信息转换成电量。此外，当利用某种频率来调制输入光的强度或波长时，可以针对光电转换所产生的电量以及要输出的电信号获得具有调制频率的信号。
所述光电转换元件在流入和流出电流自身时，对电流本身进行放大，并将其以电信号形式从所述第一输出部或第二输出部获得。
当从所述第一输出部获得电信号时，在所述第一集电极是n型的情况下，向所述第二输出部或所述第一输出部，提供所述第一输出部相对于所述第二输出部变为正电势的电势；在所述第一集电极是p型的情况下，向所述第二输出部或所述第一输出部，提供所述第一输出部相对于所述第二输出部变为负电势的电势。
当从所述第二输出部获得电信号时，在所述第一集电极是n型的情况下，向所述第一输出部或所述第二输出部，提供所述第二输出部相对于所述第一输出部变为负电势的电势；在所述第一集电极是p型的情况下，向所述第一输出部或所述第二输出部，提供所述第二输出部相对于所述第一输出部变为正电势的电势。
接着，描述当读出所述电信号的时间比在读出前光输入所持续的时间短时的信号输出。该现象发生在不仅对可变增益光电转换器件而且对可变增益光电转换单元和可变增益光电转换阵列执行读出的过程时。
首先，通过使用在随后的读出操作之间的时间（积分时间）期间获得的光输入信息被光电转换所产生的电流，将电荷充电到与光电转换元件相关联的电容器、或从在必要时与所述第一基极相连接的电容器（第一电容器）放电电荷。当通过第一基极从第二输出部获得时，该电荷被放大。
另外，当所获得的电信号被视为在读出时间期间从第一输出部或从第二输出部获得的电流时，通过在比光输入时间短的时间内执行读出过程，其量与时间比相对应的电流流入或流出第一基极。因此，增益变得比与放大相关部分的晶体管的电流放大率（当提供所述多个晶体管时为每个晶体管的各个电流放大率之积）更大。
与所述光电转换元件相关联的电容器例如为光电二极管的结电容器或在作为光电转换元件共用的所述第一晶体管的第一基极和第一集电极之间的结电容器，或者在如下所述的示例中为在作为光电转换元件共用的第二半导体区域与第一半导体区域之间的结电容器。
例如，可以通过将所述第二输出部从浮动状态或第三电势驱动至第四电势，将电荷充电到与所述光电转换元件相关联的电容器或在必要时与所述第一基极相连接的电容器。在本发明中，该过程被称作重置（reset）。
从所述第三电势至所述第四电势的变更的方向是第一基极相对于第一发射极正向偏置的方向。在该充电后，第二输出部返回至浮动状态或第三电势。
在该充电后，该充电后的电容器被放电，直到光输入信息下次被通过由光电转换元件进行的光电转换而获得的电流读出为止。
对于已被放电直到下次执行读出过程的电容器，通过将所述第二输出部从浮动状态或第三电势驱动至第四电势，在读出时向第一基极输入或输出将与所述光电转换元件相关联的电容器或必要时与第一基极相连接的电容器充电至在重置时充电的充电状态的充电电流，并且该充电电流被放大并从第一输出部或第二输出部获得。
在读出和重置时，所述第一输出部从浮动状态或第一电势均驱动至第二电势。该第二电势是关于该第四电势所述第一基极相对于所述第一发射极正向偏置的方向的电势。
所述重置过程和读出过程可以由所述第一输出部执行，在这种情况下，将所述第一输出部从浮动状态或所述第一电势驱动至所述第二电势。在读出和重置时，所述第二输出部从浮动状态或所述第三电势驱动至所述第四电势。
为了从所述第一输出部在所述第二电势下读出电流或电荷，优选使用包括参考（reference）输入和信号输入的差分放大器电路。针对该参考输入提供所述第二电势，并且将所述第一输出部连接至该信号输入。
为了从所述第二输出部在所述第四电势下读出电流或电荷，优选使用包括参考输入和信号输入的差分放大器电路。针对该参考输入提供所述第四电势，并且将所述第二输出部连接至该信号输入。
如以下（6）至（10）中所述的可变增益光电转换器件也采用上述通过充电和放电电荷读出与光输入信息相对应的电信号的操作、方法。另外，当在如上 所述的操作和方法中所述第一输出部被变更为第一单元输出部并且所述第二输出部被变更为第二单元输出部时，如下（11）至（17）和（22）至（27）中所述的可变增益光电转换单元中的操作和方法与上述相同。此外，当在如上所述的操作和方法中所述第一输出部被变更为第一选择线并且所述第二输出部被变更为第二选择线时，如下（38）中所述的可变增益光电转换阵列中的操作和方法与上述相同。此外，当在如上所述的操作和方法中所述第二输出部被变更为第三单元输出部、第四单元输出部、第三输出线和第四输出线时，如下（18）至（21）、（28）至（37）和（39）至（40）中所述的可变增益光电转换单元和可变增益光电转换阵列中的操作和方法与上述相同。
当所述增益控制电势与所述第一源极的电势之间的电势差超过该第一场效应晶体管的第一栅极阈值电压（在n沟道的情况下，在正方向上，而在p沟道的情况下，在负方向上）时，在所述第一场效应晶体管的第一源极和第一漏极之间形成绕行电流路径，使得增益减小。
精确地说，当电势差变为在电势差超过栅极阈值电压之前亚阈值电流流动的值时，增益开始减小。增益开始减小的所述增益控制电势根据在采用多个晶体管的情况下第一源极或第一漏极所连接的基极的位置以及光强度而改变。另外，增益控制电势还根据所述第一场效应晶体管的沟道宽度和沟道长度之比而改变。为了即使在微小电流下也不减小增益，将增益控制电势设置为使得增益控制电势与源极电势之差不超过该微小电流的上述亚阈值电流开始流动的栅极亚阈值电压。
在第一场效应晶体管的设计中使用普通构造参数的情况下，当所述电势差超出栅极阈值电压2至3V时，绕行电流路径的电阻变得足够小以使得增益变为在最低值处恒定。
另外，所述第一场效应晶体管的第一源极和第一漏极可以连接在相同晶体管的基极和发射极之间。在采用多个晶体管的情况下，所述第一源极和第一漏极可以连接在相同或另一晶体管的基极和发射极之间、不同晶体管的基极和基极之间、或者不同晶体管的发射极和发射极之间。
作为本发明的可变增益光电转换器件，进一步提供下述构成。
（6）
涉及本发明第六方式的可变增益光电转换器件，其特征在于，至少包括：
放大光电转换部分，包括分别设置在连续或相互连接的集电极的多个基极、和分别设置在所述多个基极的多个发射极；以及
第一场效应晶体管，设有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述集电极是第一输出部，
所述多个发射极中的一个是第二输出部，
所述多个基极中的一个基极和所述集电极将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的基极和与所述第二输出部相关的发射极以外的、所述多个基极与所述多个发射极分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述第一源极或所述第一漏极中的一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的一个，
所述第一源极或所述第一漏极中的另一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的另一个，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
当从所述第一输出部获得电信号时，在所述集电极是n型的情况下，向所述第二输出部或所述第一输出部，提供所述第一输出部相对于所述第二输出部变为正电势的电势；在所述集电极是p型的情况下，向所述第二输出部或所述第一输出部，提供所述第一输出部相对于所述第二输出部变为负电势的电势。
当从所述第二输出部获得电信号时，在所述第一集电极是n型的情况下，向所述第一输出部或所述第二输出部，提供所述第二输出部相对于所述第一输出部变为负电势的电势；在所述第一集电极是p型的情况下，向所述第一输出部或所述第二输出部，提供所述第二输出部相对于所述第一输出部变为正电势的电势。
（7）
作为与如上所述（6）相对应的构造的一个具体示例，涉及本发明第七方式的可变增益光电转换器件，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个与所述第五区域连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个与所述第六区域连接，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
当从所述第一半导体区域获得电信号时，在所述第一半导体区域是n型的情况下，向作为所述第二输出部的第三半导体区域或者所述第一半导体区域，提供所述第一半导体区域相对于作为所述第二输出部的第三半导体区域变为正电势的电势；在所述第一半导体区域是p型的情况下，向作为所述第二输出部的第三半导体区域或者所述第一半导体区域，提供所述第一半导体区域相对于作为所述第二输出部的第三半导体区域变为负电势的电势。
当从所述作为第二输出部的第三半导体区域获得电信号时，在所述第一半导体区域是n型的情况下，向作为所述第一输出部的第一半导体区域或作为所述第二输出部的第三半导体区域，提供作为所述第二输出部的第三半导体区域相对于第一半导体区域变为负电势的电势；在第一半导体区域是p型的情况下，向作为所述第一输出部的第一半导体区域或作为所述第二输出部的第三半导体区域，提供作为所述第二输出部的第三半导体区域相对于所述第一半导体区域变为正电势的电势。
在本发明中，“第一导电类型”同“与第一导电类型相反的第二导电类型”之间的关系意味着：当第一导电类型是n型时，第二导电类型是p型，并且当第一导电类型是p型时，第二导电类型是n型。
在本发明中，与半导体区域“相接触（in contact with）”的状态包括与半导体区域表面上相接触的“上（on）”状态、和以从半导体区域表面嵌入到内部的“中（in）”状态。
在如（7）中和下文中所述的构成例中，所述第二厚度可以在所述多个第二半导体区域之间不同。所述第三厚度可以在所述多个第三半导体区域之间不同。所述第五区域和第六区域不必是半导体区域，只要与所述第一半导体区域形成整流结即可，可以是相反导电类型的半导体、金属、硅化物。当与下述第四半导体区域相接触时，所述第五区域和第六区域只要与第四半导体区域具有整流特性即可，可以是第一导电类型半导体、金属、硅化物。将各区域连接、相互连接的手段可以是设置在各区域上的绝缘膜上的导电层，在要连接的区域的两边大于数十微米的情况下，也可以是通过线结合连接的金属细线。
（8）
作为本发明的第八方式，涉及本发明第七方式的（7）中所述的可变增益光电转换器件中，所述第五区域或第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个连续而与所述多个第二半导体区域中的一个连接。
另外，尽管与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域，但是这些区域的杂质浓度和深度可以与所述第二半导体区域的杂质浓度和深度不同。
（9）
作为本发明的第九方式，涉及本发明第七方式的（7）中所述的可变增益光 电转换器件中，所述第五区域或第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而与所述多个所述第二半导体区域中的一个连接。
另外，与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域。
（10）
作为与上述（6）相对应的构造的另一具体示例，涉及本发明第十方式的可变增益光电转换器件，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个与所述第五区域连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个与所述第六区域连接，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
另外，如（10）中所述的第五区域和第六区域不必是具有第一导电类型的半导体区域，可以是与如（10）中所述的第四半导体区域形成整流结的金属、硅化物。
当从所述第一半导体区域获得电信号时，在所述第一半导体区域是n型的情况下，向作为所述第二输出部的第三半导体区域或者所述第一半导体区域，提供所述第一半导体区域相对于作为所述第二输出部的第三半导体区域变为正电势的电势；在所述第一半导体区域是p型的情况下，向作为所述第二输出部的第三半导体区域或者所述第一半导体区域，提供所述第一半导体区域相对于作为所述第二输出部的第三半导体区域变为负电势的电势。
当从所述作为所述第二输出部的第三半导体区域获得电信号时，在所述第一半导体区域是n型的情况下，向作为所述第一输出部的第一半导体区域或作为所述第二输出部的第三半导体区域，提供作为所述第二输出部的第三半导体区域相对于所述第一半导体区域变为负电势的电势；在所述第一半导体区域是p型的情况下，向作为所述第一输出部的第一半导体区域或作为所述第二输出部的第三半导体区域，提供作为所述第二输出部的第三半导体区域相对于所述第一半导体区域变为正电势的电势。
（11）
作为本发明的可变增益光电转换单元之一，涉及本发明第十一方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，至少包括：
放大光电转换部分，包括光电转换元件和一个或多个晶体管，其中所述晶体管具有集电极、基极和发射极；以及
第一场效应晶体管，具有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述光电转换元件连接至从所述一个或多个晶体管中选择的晶体管的基极，
所述光电转换元件是将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量的器件，
所述一个或多个晶体管的集电极中的至少一个是第一单元输出部，
所述一个或多个晶体管的发射极中的一个是第二单元输出部，
所述一个或多个晶体管的除第二输出部以外的其他发射极，连接至除基极连接有光电转换元件的所述选择的晶体管以外的所述一个或多个晶体管的基极，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或第二单元输出部获得，
在所述一个或多个晶体管的任意基极或发射极之间，连接有所述第一源极和所述第一漏极，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得所述电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
另外，由于一般在选择可变增益光电转换单元之前执行上述“对所述第一栅极施加增益控制电势”的过程，因此采用了“通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变‘了’从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益”这样的表述。在下文中同样适用。
可以像下述本发明的第十二方式中那样规定第一、第二、第三和第四电势之间的相互关系。
（12）
作为本发明的第十二方式，涉及本发明第十一方式的（11）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第三电势可以具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第一电势反向偏置的极性的电势差；所述第四电势可以具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第二电势正向偏置的极性的电势差。
对于如上所述的电势，相互关系和变化方向比其绝对值更重要。
当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第一单元输出部从浮动状态或第一电势改变至所述第二电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第二单元输出部从所述第三电势改变至所述第四电势，从 而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第二单元输出部从浮动状态或第三电势改变至第四电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第一单元输出部从所述第一电势改变至所述第二电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
此时，与用于获得所述电信号的所述第一单元输出部或所述第二单元输出部相连接使用的感测放大器（电流放大器或电荷放大器）具有信号输入和参考输入。并且，当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至所述第一单元输出部，并且对该参考输入提供第二电势。另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至第二单元输出部，并且对该参考输入提供所述第四电势。由此，该信号输入自动地调整至与参考输入几乎相同的电势，该感测放大器感测所述电信号的电流或电荷。
对于所述第一集电极、所述其他集电极中不用于单元选择的所述第一集电极、和所述其他集电极，提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一晶体管或所述其他晶体管是npn型的情况下，其为比所述第四电势更正的电势；在所述第一晶体管或所述其他晶体管是pnp型的情况下，其为比所述第四电势更负的电势）。
（13）
作为本发明的第十三方式，涉及本发明第十一方式的（11）中所述的可变增益光电转换单元中，所述光电转换元件可以是光电二极管。
（14）
作为本发明的第十四方式，涉及本发明第十一方式的（11）中所述的可变增益光电转换单元中，所述光电转换元件可以是包括所述选择的晶体管（第一晶体管）的集电极和所述基极（第一基极）的光电二极管。
（15）
作为本发明的第十五方式，涉及本发明第十一方式的（11）中所述的可变增益光电转换单元中，所述光电转换元件可以是其电阻根据所述光输入信息而改变的可变光敏电阻器件。
（16）
作为本发明的另一可变增益光电转换单元，涉及本发明第十六方式的可变 增益光电转换单元，至少包括：
放大光电转换部分，具有分别设置在连续或相互连接的集电极的多个基极、和分别设置在该多个基极的多个发射极；以及
第一场效应晶体管，设有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述集电极是第一单元输出部，
所述多个发射极中的一个是第二单元输出部，
所述多个基极中的一个基极和所述集电极将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个基极和与所述第二单元输出部相关的发射极以外的、所述多个基极与所述多个发射极分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得，
所述第一源极或所述第一漏极中的一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的一个，
所述第一源极或所述第一漏极中的另一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的另一个，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得所述电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
另外，由于一般在选择可变增益光电转换单元之前执行上述“对所述第一栅极施加增益控制电势”的过程，因此采用了“通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变‘了’从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益”这样的表述。在下文中同样适用。
可以像下述本发明的第十七方式中那样规定（16）中的第一、第二、第三和第四电势之间的相互关系。
（17）
作为本发明的第十七方式，涉及本发明第十六方式的（16）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第三电势可以具有用于将与所述第二单元输出部相 关的发射极相对于所述第一电势反向偏置的极性的电势差；所述第四电势可以具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第二电势正向偏置的极性的电势差。
对于如上所述的电势，相互关系和变化方向比其绝对值更重要。
当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第一单元输出部从第一电势改变至所述第二电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第二单元输出部从所述第三电势改变至所述第四电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第二单元输出部从第三电势改变至第四电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第一单元输出部从第一电势改变至第二电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
此时，与用于获得所述电信号的所述第一单元输出部或所述第二单元输出部相连接使用的感测放大器（电流放大器或电荷放大器）具有信号输入和参考输入。并且，当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至第一单元输出部，并且对该参考输入提供第二电势。另一方面，当所述从第二单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至第二单元输出部，并且对该参考输入提供第四电势。由此，该信号输入自动地调整至与参考输入几乎相同的电势，该感测放大器感测所述电信号的电流或电荷。
（18）
在设置一个第二场效应晶体管作为本发明的可变增益光电转换单元中的单元选择元件的一个构成例、即涉及第十八方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，
作为本发明第二方式的（2）中所述的可变增益光电转换器件中，进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的电势、即第一选择电势改变至用 于使所述第二场效应晶体管导通的电势、即第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第三单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的所述电信号的增益。
对所述第一集电极和所述其他集电极提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一晶体管或所述其他晶体管是npn型的情况下，其为与第二输出部的电势相同的电势或比第二输出部的电势更正的电势；在所述第一晶体管或所述其他晶体管是pnp型的情况下，其为与第二输出部的电势相同的电势或比第二输出部的电势更负的电势）。
（19）
在设置一个第二场效应晶体管作为本发明的可变增益光电转换单元中的单元选择元件的另一个构成例、即涉及本发明第十九方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，
作为本发明第六方式的（6）中所述的可变增益光电转换器件中，进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第三单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的所述电信号的增益。
对所述连续或相互连接的集电极提供必要电势，例如第一单元电势（在所述集电极是n型的情况下，其为比所述第三单元输出部更正的电势；在所述集电极是p型的情况下，其为比所述第三单元输出部更负的电势）。
（20）
在设置2个第二场效应晶体管作为本发明的可变增益光电转换单元中的单元选择元件的一个构成例、即涉及本发明第二十方式的可变增益光电转换单元， 其特征在于，
作为本发明第二方式的（2）中所述的可变增益光电转换器件中，进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极；以及
第三场效应晶体管，具有第三源极、第三漏极和第三栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个连接至所述第三源极或所述第三漏极中的一个，
所述第三源极或所述第三漏极中的另一个是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第四单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
对所述第一集电极、所述其他集电极提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一晶体管是npn型的情况下，其为比所述第四单元输出部更正的电势；在所述第一晶体管是pnp型的情况下，其为比所述第四单元输出部更负的电势）。
（21）
在设置2个场效应晶体管作为本发明的可变增益光电转换单元中的单元选择元件的另一个构成例、即涉及本发明第二十一方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，
作为本发明第六方式的（6）中所述的可变增益光电转换器件中，进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极；以及
第三场效应晶体管，具有第三源极、第三漏极和第三栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个连接至所述第三源极和所述第三漏极中的一个，
所述第三源极或所述第三漏极中的另一个是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第四单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
对所述连续或相互连接的集电极提供必要电势，例如第一单元电势（在所述集电极是n型的情况下，其为比所述第四输出部更正的电势，在所述集电极是p型的情况下，其为比所述第四输出部更负的电势）。
（22）
作为本发明的第十六方式的上述（16）中所述的可变增益光电转换单元的一个构造例、即涉及本发明第二十二方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一单元输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二单元输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二单元输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得所述电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
可以像下述本发明的第二十三方式中那样规定上述（22）中所述的第一、第二、第三和第四电势之间的相互关系。
作为本发明的第二十三方式，涉及本发明第二十二方式的（22）中所述的可变增益光电转换单元中，相对于所述第一电势，所述第三电势可以具有用于将所述不相互连接的第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域反向偏置的极性的电势差；相对于所述第二电势，所述第四电势可以具有用于将所述不相互连接的第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域正向偏置的极性的电势差。
对于上述电势，相互关系和变化方向比其绝对值更重要。
当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第一输出部从第一电势改变至所述第二电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第二单元输出部从所述第三电势改变至所述第四电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第二单元输出部从第三电势改变至所述第四电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第一单元输出部从所述第一电势改变至所述第二电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
此时，与用于获得所述电信号的所述第一单元输出部或所述第二单元输出部相连接的感测放大器（电流放大器或电荷放大器）具有信号输入和参考输入。并且，当从所述第一单元输出部获所述得电信号时，该信号输入连接至所述第一单元输出部，并且对该参考输入提供第二电势。另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至所述第二单元输出部，并且对该参考输入提供第四电势。由此，该信号输入自动地调整至与参考输入几乎相同的电势，该感测放大器感测所述电信号的电流或电荷。
（24）
作为本发明的第二十四方式，涉及本发明的第二十二方式的（22）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第五区域或所述第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个连续而连接。
另外，尽管与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域，但是该区域的杂质浓度和深度可以与第二半导体区域的杂质浓度和深度不同。
（25）
作为本发明的第二十五方式，涉及本发明的第二十二方式的（22）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第五区域或所述第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而连接。
另外，与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域。
（26）
作为上述本发明的第十六方式的（16）中所述的可变增益光电转换单元的另一个构造例、即涉及本发明的第二十六方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所 述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触且与所述多个第二半导体区域隔开，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一单元输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二单元输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二单元输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第一单元输出部从浮动状态或第一电势改变至所述第二电势，在该电势变化所引起的脉冲噪 声减小之后，将所述第二单元输出部从所述第三电势改变至所述第四电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，首先，将所述第二单元输出部从浮动状态或第三电势驱动至所述第四电势，在该电势变化所引起的脉冲噪声减小之后，将所述第一单元输出部从所述第一电势改变至所述第二电势，从而可以改进由于单元选择而引起的脉冲噪声与电信号重叠的比率。
此时，与用于获得所述电信号的所述第一单元输出部或所述第二单元输出部相连接使用的感测放大器（电流放大器或电荷放大器）具有信号输入和参考输入。并且，当从所述第一单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至所述第一单元输出部，并且对该参考输入提供第二电势。另一方面，当从所述第二单元输出部获得所述电信号时，该信号输入连接至所述第二单元输出部，并且对该参考输入提供第四电势。由此，该信号输入自动地调整至与参考输入几乎相同的电势，该感测放大器感测所述电信号的电流或电荷。
（27）
作为本发明的第二十七方式，涉及本发明的第二十六方式的（26）中所述的实施例的可变增益光电转换单元中，
相对于所述第一电势，所述第三电势具备用于将与所述第二单元输出部相关的第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域反向偏置的电势差；
相对于所述第二电势，所述第四电势具备用于将与所述第二单元输出部相关的第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域正向偏置的电势差。
（28）
作为本发明的第十九方式的上述（19）中所述的可变增益光电转换单元的一个构成例、即涉及本发明第二十八方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别 具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第二绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和第八区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第二栅极，设置在所述第二绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的电势、即第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的电势、即第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第三单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的所述电信号的增益。
（29）
作为本发明的第二十九方式，涉及本发明第二十八方式的（28）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第五区域或所述第六区域与所述多个第二半导体区域中的一个连续。
另外，尽管与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域，但是这些区域的杂质浓度和深度可以与所述第二半导体区域的杂质浓度和深度不同。
（30）
作为本发明的第三十方，涉及本发明第二十八方式的（28）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第五区域或所述第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而连接。
另外，与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域。
另外，对上述本发明的第二十八方式、即（28）中所述的第一半导体区域提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一半导体区域是n型的情况下，其为比所述第二输出部更正的电势；在所述第一半导体区域是p型的情况下，其为比所述第二输出部更负的电势）。
（31）
作为上述本发明第二十一方式的（21）中所述的可变增益光电转换单元的另一个构造例、即涉及本发明的第三十一方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第二绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和第八区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；
第二栅极，设置在所述第二绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域；
第九区域和第十区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第三绝缘膜，设置在至少夹在所述第九区域和第十区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第三栅极，设置在所述第三绝缘膜上跨越所述第九区域和第十区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域连接至所述第九区域，
所述第十区域是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
第三场效应晶体管至少包括所述第九区域和所述第十区域作为第三源极和第三漏极以及所述第三栅极作为第三栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场 效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第四单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
（32）
作为本发明的第三十二方式，涉及本发明第三十一方式的上述（31）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第五区域或所述第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个连续而连接。
另外，尽管与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域，但是该区域的杂质浓度和深度可以与所述第二半导体区域的杂质浓度和深度不同。
（33）
作为本发明的第三十三方式，涉及本发明第三十一方式的上述（31）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第五区域或所述第六区域可以通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而连接。
另外，与所述第二半导体区域连续的所述第五区域或第六区域是半导体区域。
（34）
作为本发明的第三十四方式，涉及本发明第三十一方式的上述（31）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第八区域与所述第九区域可以通过连续而连接。
（35）
作为本发明的第三十五方式，涉及本发明的第三十一方式的上述（31）中所述的可变增益光电转换单元中，所述第八区域与所述第九区域可以通过具有共同部分而连接。
另外，对上述（31）中所述的第一半导体区域提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一半导体区域是n型的情况下，其为比所述第三输出部更正的电势；在所述第一半导体区域是p型的情况下，其为比所述第三输出部更负的电势）。
（36）
作为上述（19）中所述的可变增益光电转换单元的另一个构造例的涉及本发明第三十六方式的可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触且与所述多个第二半导体区域隔开，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第五绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和所述第八区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第二栅极，设置在所述第五绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域；
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所 述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的电势、即第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的电势、即第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第三单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的所述电信号的增益。
此外，对上述（36）中所述的第一半导体区域提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一半导体区域是n型的情况下，其为比所述第三单元输出部更正的电势，或者在所述第一半导体区域是p型的情况下，其为比所述第三单元输出部更负的电势）。
（37）
作为上述（21）中所述的可变增益光电转换单元的另一个构造例的本发明的第三十七方式涉及的可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触且与所述多个第二半导体区域隔开，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第五绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和第八区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；
第二栅极，设置在所述第五绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域；
第九区域和第十区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第六绝缘膜，设置在至少夹在所述第九区域和所述第十区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第三栅极，设置在所述第六绝缘膜上跨越所述第九区域和所述第十区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域连接至所述第九区域，
所述第十区域是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
第三场效应晶体管包括所述第九区域和所述第十区域作为第三源极和第三漏极以及所述第三栅极作为第三栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第四单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过 对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
此外，对上述（37）中所述的第一半导体区域提供必要电势，例如第一单元电势（在所述第一半导体区域是n型的情况下，其为比所述第四单元输出部更正的电势，或者在所述第一半导体区域是p型的情况下，其为比所述第四单元输出部更负的电势）。
（38）
作为使用上述（11）、（16）、（22）、（26）中所述的单元的可变增益光电转换阵列的示例，涉及本发明的第三十八方式的可变增益光电转换阵列，其特征在于，包括：
多个第一选择线，沿第一方向延伸；
多个第二选择线，沿与所述第一方向相交的第二方向延伸；
至少一个增益控制线；以及
上述（11）、（16）、（22）或（26）中的任一项中记载的多个可变增益光电转换单元，
所述可变增益光电转换单元各自包括所述第一单元输出部和所述第二单元输出部，
所述多个可变增益光电转换单元沿所述第一方向和所述第二方向排列，
沿所述第一方向排列而形成一行的多个可变增益光电转换单元的所述第一单元输出部分别连接至所述多个第一选择线中的一个，
沿所述第二方向排列而形成一列的多个可变增益光电转换单元的所述第二单元输出部分别连接至所述多个第二选择线中的一个，
与不同第一选择线相连接的所述第一单元输出部彼此分离，
所述可变增益光电转换单元的所述第一栅极分别连接至所述增益控制线中的一个。
以下描述对用于从上述（38）中所述的可变增益光电转换阵列选择可变增益光电转换单元的所述第一选择线和所述第二选择线的偏置。
选择所述多个第二选择线之一，将其从所述第三电势改变至所述第四电势，使剩余的所述第二选择线保持在第三电势，并且选择所述多个第一选择线之一，将其从所述第一电势改变至所述第二电势，使剩余的所述第二选择线保持在第 一电势，进行对该可变增益光电转换单元的选择。另外，从该第一选择线或第二选择线获得的电信号的增益（放大率）由对所述增益控制线提供的增益控制电势控制。
对用于执行上述选择方法、即选择的所述每个选择线施加的电势的组合是关于用于选择对应于所述选择的一个第一选择线与所述选择的一个第二选择线的交点的一个所述可变增益光电转换单元时的组合。
此外，当同时选择与所述选择的一个第一选择线相连接的所有可变增益光电转换单元时，可以采用下述偏置组合：将所述多个第二选择线从浮动状态或所述第三电势改变至所述第四电势，从所述多个第二选择线获得所述电信号，然后，将所述多个第二选择线返回至浮动状态或所述第三电势。在所述多个第二选择线被驱动至所述第四电势之后，将所述第一选择线从所述第一电势改变至所述第二电势。多个感测放大器（包括信号输入和参考输入，并且对参考输入提供第四电势）分别连接至所需的多个第二选择线。
此外，当同时选择与所述选择的一个第二选择线相连接的所有可变增益光电转换单元时，可以采用下述偏置组合：将所述多个第一选择线从浮动状态或所述第一电势改变至所述第二电势，从所述多个第一选择线获得所述电信号，然后，将所述多个第一选择线返回至浮动状态或所述第一电势。在所述多个第一选择线被驱动至所述第二电势之后，将所述第二选择线从所述第三电势改变至所述第四电势。多个感测放大器（包括信号输入和参考输入，并且对参考输入提供第二电势）分别连接至所需的多个第二选择线。
（39）
作为使用上述（18）、（19）、（28）、（36）中所述的单元的可变增益光电转换阵列的示例的、涉及本发明第三十九方式的可变增益光电转换阵列，其特征在于，包括：
多个第三选择线，沿第一方向延伸；
多个第三输出线，沿与所述第一方向相交的第二方向延伸；
至少一个增益控制线；以及
上述（18）、（19）、（28）或（36）中的任一项中记载的多个可变增益光电转换单元，
所述可变增益光电转换单元各自包括所述第二单元选择部和所述第三单元 输出部，
所述多个可变增益光电转换单元沿所述第一方向和所述第二方向排列，
沿所述第一方向排列而形成一行的多个可变增益光电转换单元的所述第二单元选择部分别连接至所述多个第三选择线中的一个，
沿所述第二方向排列而形成一列的多个可变增益光电转换单元的所述第三单元输出部分别连接至所述多个第三输出线中的一个，
所述可变增益光电转换单元的所述第一栅极分别连接至所述增益控制线中的一个。
为了从上述（39）中所述的可变增益光电转换阵列中选择作为构成元件的可变增益光电转换单元，将从所述多个第三选择线中选择的一个第三选择线的电势从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势，将剩余的第三选择线的电势保持在所述第一选择电势处，进行对该可变增益光电转换单元的选择。在该阵列中，可以从与所选择的一个第三选择线相连接的所有该可变增益光电转换单元通过所述多个第三输出线而同时获得电信号。
多个感测放大器（包括信号输入和参考输入，并且对参考输入提供“第六电势”）分别连接至所需的多个第三输出线。这里，设置在如（39）或（40）中所述的可变增益光电转换阵列中的可变增益光电转换单元中，第六电势是在与所述第二场效应晶体管的第二源极、第二漏极中的一个相连接的所述发射极以及具有该发射极的晶体管的基极正向偏置的方向的电势；或者在与所述第二场效应晶体管的第二源极、第二漏极中的一个相连接的所述第三半导体区域以及与该第三半导体区域相接触的第二半导体区域正向偏置的方向的电势。另外，从该第三输出线获得的电信号的增益（放大率）由对增益控制线提供的增益控制电势控制。
（40）
作为使用上述（20）、（21）、（31）、（37）中所述的单元的可变增益光电转换阵列的示例的、涉及本发明第四十方式的可变增益光电转换阵列，其特征在于，包括：
多个第三选择线，沿第一方向延伸；
多个第四选择线，沿与所述第一方向相交的第二方向延伸；
至少一个第四输出线；
至少一个增益控制线；以及
上述（20）、（21）、（31）或（37）中的任一项中记载的多个可变增益光电转换单元，
所述可变增益光电转换单元各自包括所述第二单元选择部、所述第三单元选择部和所述第四单元输出部，
所述多个可变增益光电转换单元沿所述第一方向和所述第二方向排列，
沿所述第一方向排列而形成一行的多个可变增益光电转换单元的所述第二单元选择部分别连接至所述多个第三选择线中的一个，
沿所述第二方向排列而形成一列的多个可变增益光电转换单元的所述第三单元选择部分别连接至所述多个第四选择线中的一个，
所述可变增益光电转换单元的所述第四单元输出部分别连接至至少一个所述第四输出线，
所述可变增益光电转换单元的所述第一栅极分别连接至所述增益控制线中的一个。
为了从上述（40）中所述的可变增益光电转换阵列中选择作为构成元件的可变增益光电转换单元，将从所述多个第三选择线中选择的一个第二选择线的电势从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势，将剩余的第三选择线的电势保持在所述第一选择电势处，并且将从该多个第四选择线中选择的第四选择线从所述第三选择电势改变至所述第四选择电势，将剩余的第四选择线保持在第三选择电势处，进行对该可变增益光电转换单元的选择。从该第四输出线获得的电信号的增益（放大率）由对增益控制线提供的增益控制电势控制（改变）。
接着，对于本发明的可变增益光电转换阵列的读出方法示例以及用于该方法的电路示例进行说明。
首先，在由上述（11）、（16）、（22）或（26）中所述的可变增益光电转换单元构成的阵列中，为了避免在读出时的驱动脉冲的馈通噪声，可以选择下述两种方法。
（41）
作为本发明第四十一方式的可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，
在作为本发明的第三十八方式的如（38）中所述的可变增益光电转换阵列 中，
从所述多个第二选择线中选择一个，将其从所述第三电势改变至所述第四电势，并将剩余的该多个第二选择线保持在所述第三电势处；
从所述多个第一选择线中依次选择一个，将其从所述第一电势改变至所述第二电势，并将剩余的该多个第一选择线保持在所述第一电势处，从所述选择了一个的第二选择线依次获得电信号。
在这种情况下，在所述第二选择线的电势改变至所述第四电势之后，电流感测放大器或电荷感测放大器（通过开关电路等）连接至第二选择线。稍后描述用于实现这一点的电路。该感测放大器具有信号输入和参考输入，并且对参考输入提供读出时的第四电势。
（42）
作为本发明的第四十二方式的可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，
在作为本发明第三十八方式的如（38）中所述的可变增益光电转换阵列中，
从所述多个第一选择线中选择一个，将其从所述第一电势改变至所述第二电势，并将剩余的该多个第一选择线保持在所述第一电势处；
从所述多个第二选择线中依次选择一个，将其从所述第三电势改变至所述第四电势，并将剩余的该多个第二选择线保持在所述第三电势处，从所述选择了一个的第一选择线获得电信号。
在这种情况下，在所述第一选择线的电势改变至所述第二电势之后，电流感测放大器或电荷感测放大器（通过开关电路等）连接至第一选择线。稍后描述用于实现这一点的电路。感测放大器具有信号输入和参考输入，并且对参考输入提供读出时的第二电势。
用与其他不同增益读出本发明的可变增益光电转换阵列中的单元块的方法由如下所述的方法（第四十三方式）实现。
（43）
作为本发明第四十三方式的可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，在上述（38）、（39）或（40）中的任一项所述的可变增益光电转换阵列中，具有多个所述增益控制线；通过对至少2个增益控制线施加不同的电势，使得与每个增益控制线相连接的组中的可变增益光电转换单元相对于同一光强度获 得的电信号的大小不同。
本发明的改变可变增益光电转换阵列中的特定单元的增益的读出方法由如下所述的方法（第四十四方式）实现。
（44）
作为本发明第四十三方式的可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，在上述（38）、（39）或（40）中的任一所述的可变增益光电转换阵列中，在选择所述多个可变增益光电转换单元中的至少一个之前，对与该选择的可变增益光电转换单元相连接的增益控制线，提供与在选择所述多个可变增益光电转换单元中的其他的可变增益光电转换单元之前不同的电势。
在上述的读出方法中，当选择用于关断第一场效应晶体管的电势作为对所选择的增益控制线提供的电势时，来自与该增益控制线相连接的各个单元块或各个单元的摄像图像具有最大亮度，并且在将对所选择的增益控制线提供的电势从用于关断第一场效应晶体管的电势改变至用于接通第一场效应晶体管的电势的过程期间，当电势达到亚（栅极）阈值电压时，图像开始变暗，当电势被过度驱动至高于栅极阈值电压的2-3V时，亮度变得最小。如此，可以利用本发明的可变增益光电转换阵列，以硬件水平摄像出具有亮度局部不同的图像。
在本发明的可变增益光电转换阵列中，将在读出时选择的（38）中所述的可变增益光电转换阵列的所述第一选择线或同一所述第二选择线、或者（39）中所述的可变增益光电转换阵列的所述第三选择线、或者（40）中所述的可变增益光电转换阵列的所述第四输出线的电势预先设置（set）为读出的电势（在（38）中所述的可变增益光电转换阵列的情况下，其为所述第二电势或所述第四电势；在（39）、（40）中所述的可变增益光电转换阵列的情况下，其为所述读出的电势至第六电势等）后，由感测放大器读出，然后，将该选择的所述第一选择线或同一所述第二选择线、或者第三输出线或第四输出线设为重置电势，通过该选择的所述第一选择线或同一所述第二选择线、或者第三输出线或第四输出线，对在读出后也可能残留的阵列内电荷、单元内电荷进行放电和重置。通常，为了简化，可以使重置电势与在读出时设置的电势相同。根据本发明，还提供了出于该目的的电势设置电路。
下面提供的电势设置电路是用于在从第一选择线读出（38）中所述的可变增益光电转换阵列时的电势设置电路的示例（第四十五方式）。
（45）
涉及本发明第四十五方式的第二电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第六场效应晶体管；以及
第二电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的源极和漏极以及栅极，
所述用于输出的源极和漏极中的一个分别连接至上述（38）中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第一选择线，并且源极和漏极中的另一个连接至所述第二电势提供装置，
至少在所述第二选择线的电势从所述第三电势改变至所述第四电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的栅极，
在所述第二选择线的电势处于除了所述第二选择线从所述第三电势改变至所述第四电势时的时间点以外的、所述第三电势或所述第四电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的栅极。
下面提供的涉及本发明第四十六方式的设置/重置电路是用于从（38）中所述的可变增益光电转换阵列的第二选择线读出电信号时的设置/重置电路的一个示例。
（46）
作为本发明第四十六方式的第四电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第六场效应晶体管；以及
第四电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的源极和漏极以及栅极，
所述用于输出的源极和漏极中的一个分别连接至上述（38）中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第二选择线，并且源极和漏极中的另一个连接至所述第四电势提供装置，
至少在所述第一选择线的电势从所述第一电势改变至所述第二电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述第六场效应晶体管的栅极，
在所述第一选择线的电势处于除了所述第一选择线从所述第一电势改变至 所述第二电势时的时间点以外的、所述第一电势或所述第二电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的栅极。
下面提供的本发明第四十七方式涉及的电势设置电路是从（39）中所述的光电转换阵列读出时的电势设置电路的一个示例。
（47）
作为本发明的第四十七方式的第六电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第六场效应晶体管；以及
第六电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个分别连接至上述（39）中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第三选择线，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置，
至少在所述第三选择线的电势从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的第六栅极，
在所述第三选择线的电势处于除了所述第一选择线从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势时的时间点以外的、所述第一选择电势或所述第二选择电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的第六栅极。
所述第六电势是在从（39）中所述的可变增益光电转换阵列读出电信号时、对所述第三输出线或后述的第四输出线提供的电势。所述第一单元电势是用于将所述第一基极/第一发射极之间的结、与光电转换元件件共用的基极和与其相接触的发射极之间的结、与光电转换元件共用的第三半导体区域和第二半导体区域之间的结正向偏置的极性及大小的电势。例如，当所述发射极和所述第三半导体区域是n型且第一单元电势是5V时，该第六电势为3V以下的电势。
下面提供的电势设置电路（第四十八方式）是用于从上述（40）中所述的光电转换阵列读出时的电势设置电路的一个示例。
（48）
本发明的第四十八方式涉及的第六电势设置电路，其特征在于，包括：
至少一个第六场效应晶体管；以及
第六电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个分别连接至上述（40）中所述的可变增益光电转换阵列的所述第四选择线中的至少一个，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置，
至少在所述第三选择线处于所述第二选择电势并且所述第四选择线从所述第三选择电势改变至所述第四选择电势时、或者在所述第四选择线处于所述第四选择电势并且所述第三选择线从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极，
在所述第三选择线和所述第四选择线处于所述第二选择电势和所述第四选择电势时、或者在所述第三选择线处于所述第一选择电势和/或所述第四选择线处于所述第三选择电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极。
下面提供的涉及本发明第四十九方式的电势设置电路是将对上述（26）、（37）或（39）中所述的光电转换阵列执行读出过程时连接和重置感测放大器和所述第三输出线的时机（timing）具体化的电势设置电路的一个示例。
（49）
涉及本发明第四十九方式的第六电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第四场效应晶体管；
一个第六场效应晶体管；以及
第六电势提供装置，
所述第四场效应晶体管具有用于输出的第四源极和第四漏极以及第四栅极，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述多个第四场效应晶体管的所述用于输出的第四源极和第四漏极中的一 个分别连接至上述（39）中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第三输出线，并且所述第四源极和所述第四漏极中的另一个连接至感测放大器的输入，
所述第六场效应晶体管的所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个连接至与所述感测放大器的输入相连接的所述多个第四场效应晶体管的用于输出的第四源极和第四漏极中的另一个，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置，
将用于依次关断、接通和关断所述多个第四场效应晶体管的第四控制电压脉冲依次施加至所述多个第四场效应晶体管的第四栅极，
至少在所述第四场效应晶体管从关断切换至接通的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极。
下面提供的涉及本发明第五十方式的电势设置电路是将对上述（26）、（37）或（39）中所述的光电转换阵列执行读出过程时连接和重置感测放大器和所述第三输出线的时机（timing）具体化的电势设置电路的一个示例。
（50）
涉及本发明第五十方式的第六电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第四场效应晶体管；以及
多个第六场效应晶体管，
所述第四场效应晶体管具有用于输出的第四源极和第四漏极以及第四栅极，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述多个第四场效应晶体管的所述用于输出的第四源极和第四漏极中的一个分别连接至上述（39）中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第三输出线，并且所述第四源极和所述第四漏极中的另一个分别连接至多个感测放大器的输入，
所述多个第六场效应晶体管的所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个分别连接至与所述多个第三输出线相连接的所述多个第四场效应晶体管的用于输出的第四源极和第四漏极中的一个，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至第六电势提供装置，
将用于依次关断、接通和关断所述多个第四场效应晶体管的第四控制电压脉冲依次施加至所述多个第四场效应晶体管的第四栅极，
至少在所述第四场效应晶体管从关断切换至接通的时间点处，将用于关断与所述第四场效应晶体管的用于输出的第四源极和第四漏极中的一个相连接的第六场效应晶体管的第六关断控制电势，施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极。
涉及本发明第五十一方式的电信号感测控制电路是用连接电路、输出取消选择电势设置电路、输出选择电势设置电路来定义与对上述（38）中所述的可变增益光电转换阵列的读出相关的电路。
（51）
涉及本发明第五十一方式的电信号感测控制电路，其特征在于，包括：
连接电路；
输出取消选择电势设置电路；以及
输出选择电势设置电路；
所述连接电路设置在上述（38）中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第二选择线与感测放大器的输入之间，
所述连接电路中的从所述多个第二选择线中选择的一个第二选择线与所述感测放大器的输入之间的电阻低于其他第二选择线与所述感测放大器的输入之间的电阻，
所述输出取消选择电势设置电路设置在所述多个第二选择线与第三电势提供装置之间，
通过在从所述多个第二选择线中选择的所述一个第二选择线与所述第三电势提供装置之间的电阻变得高于未选择的第二选择线与所述第三电势提供装置之间的电阻，所述输出取消选择电势设置电路对该未选择的第二选择线提供所述第三电势，
所述输出选择电势设置电路设置在所述连接电路的所述感测放大器侧与第四电势提供装置之间，
所述输出选择电势设置电路的电阻在所述可变增益光电转换阵列的所述多个第一选择线中的一个至少从第一电势改变至第二电势时的时间点处变得高于在其他的时间点处。
根据本发明的第五十二实施例的电信号感测控制电路是下述示例：其中，通过使用场效应晶体管来构成（51）中所述的电信号感测控制电路。
（52）
本发明的第五十二方式的电信号感测控制电路，其特征在于，
在上述（51）中所述的电信号感测控制电路中，
所述连接电路至少包括多个第四晶体管，
所述多个第四晶体管是场效应晶体管，并且具有用于输出的第四源极和第四漏极，
所述用于输出的第四源极和第四漏极中的一个分别连接至所述多个第二连接线，并且所述第四源极和所述第四漏极中的另一个连接至所述感测放大器的输入，
所述输出取消选择电势设置电路包括多个第五晶体管，
所述多个第五晶体管包括用于输出的第五源极和第五漏极，
所述用于输出的第五源极和第五漏极中的一个分别与所述多个第二选择目的地相连接，并且所述第五源极和所述第五漏极中的另一个分别与所述第三电势提供装置相连接，
所述输出选择电势选择电路至少包括第六晶体管，
所述第六晶体管是场效应晶体管，并且具有用于输出的第六源极和第六漏极，
所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个与第四电势提供装置相连接，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个与同所述感测放大器的输入相连接的所述多个第四晶体管的所述用于输出的第四源极和第四漏极中的另一个相连接。
上述（43）至（50）中所述的与电势设置电路或连接电路相连接的感测放大器除信号输入端子外还具有参考输入端子，并且对该参考输入端子，在（43）的情况下提供第二电势，在（44）、（49）和（50）的情况下提供第四电势，并且在（45）至（48）的情况下提供第六电势。
第二、第三、第四和第六电势提供装置包括分别用于生成第二、第三、第四和第六电势的电子电路（一般被集成在与上述各种可变增益光电转换阵列相同的芯片上），或者包括薄膜布线，该薄膜相互连接被集成在与上述各种可变增 益光电转换阵列相同的芯片上并从分别被供给有第二、第三、第四和第六电势的外部端子连接。
有益效果
根据本发明，可以提供用于实现下述内容的技术：光电转换阵列中包括的多个光电转换单元中的一部分的增益与该多个光电转换单元的其他部分的增益不同。
因此，根据本发明，可以获得具有比先前更高的灵敏度和更大的动态范围的光电转换器件或光电转换单元和二维光电转换阵列。
另外，通过采用根据本发明的改变增益的方法，不需要使用极大电流输出。因此，根据本发明，不需要为了极端地减小晶体管的集电极电阻而扩大该晶体管的平面尺寸。此外，用于选择单元的场效应晶体管（例如，第二或第三场效应晶体管）的尺寸不需要比先前更大。因此，根据本发明，具有大动态范围的光电转换单元和具有大动态范围的光电转换阵列的平面尺寸可以比先前更小且更密集。
此外，根据本发明，可以在不牺牲图像的信息的精度的情况下，在成像硬件自身处局部地且实时地调整二维图像的亮度。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例中如（2）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的电路图。
图2是根据本发明的另一实施例中如（2）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的电路图。
图3是图1的电路图中所示的一实施例中的截面图。
图4是图2的电路图中所示的另一实施例中的截面图。
图5是在其中晶体管被添加至图1中所示的构造的实施例中的电路图。
图6是根据本发明的一实施例中如（6）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的电路图。
图7是根据本发明的另一实施例中如（6）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的电路图。
图8是根据本发明的另一实施例中如（6）中所述的可变增益光电转换器件 光电转换元件的电路图。
图9是根据本发明的另一实施例中如（6）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的电路图。
图10是根据本发明的另一实施例中如（6）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的电路图。
图11是根据本发明的一实施例中如（6）或（7）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的截面图。
图12是根据本发明的另一实施例中如（6）或（7）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的截面图。
图13是根据本发明的另一实施例中如（6）或（7）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的截面图。
图14是根据本发明的另一实施例中如（6）或（7）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的截面图。
图15是根据本发明的另一实施例中如（6）或（10）中所述的可变增益光电转换器件光电转换元件的截面图。
图16是根据本发明的实施例中如（18）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图17是根据本发明的另一实施例中如（18）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图18是根据本发明的另一实施例中如（18）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图19是根据本发明的另一实施例中如（18）或（19）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图20是根据本发明的另一实施例中如（18）或（19）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图21是根据本发明的另一实施例中如（18）或（19）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图22是根据本发明的另一实施例中如（18）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图23是根据本发明的另一实施例中如（18）或（19）中所述的可变增益光 电转换单元的电路图。
图24是根据本发明的实施例中如（20）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图25是根据本发明的另一实施例中如（20）或（21）中所述的可变增益光电转换单元的电路图。
图26是根据本发明的实施例中如（16）和（18）中所述的可变增益光电转换单元的截面图。
图27是根据本发明的另一实施例中如（18）或（19）或（28）中所述的可变增益光电转换单元的截面图。
图28是根据本发明的另一实施例中如（18）或（19）或（36）中所述的可变增益光电转换单元的截面图。
图29是根据本发明的实施例中如（28）中所述的可变增益光电转换单元的布局平面图。
图30示意了根据本发明的具有图29中所示的布局的可变增益光电转换单元的电特性。
图31示意了第4电势设置电路的实施例。
图32示意了如（47）中所述的第6电势设置电路的实施例。
图33示意了图32中所示的第6电势设置电路的实施例中的操作电压波形。
图34示意了如（49）中所述的第6电势设置电路的实施例。
图35示意了图34中所示的第6电势设置电路的实施例中的操作电压波形。
图36示意了如（48）中所述的第6电势设置电路的实施例。
图37是如（51）中所述的电信号感测控制电路的实施例中的电路图。
具体实施方式
图1是示意了根据本发明的一实施例中如（2）中所述的可变增益光电转换器件的电路图。
图1中所示的示例示出了在其中放大晶体管由100-1表示的情况以及在其中放大晶体管由100-2表示的情况。该放大晶体管100-1的基极连接至光电转换元件101的一端。另外，在该图中，附图标记102示意性地指示输入光（同样应适用于以下各图）。该光电转换元件101的另一端可以单独连接至恒定电势，或 可以被用作用于控制对根据本发明的可变增益光电转换器件执行的读出过程的读出控制部。然而，在图1中所示的示例中，光电转换元件101的另一端通过连接装置而连接至这2个晶体管的集电极。这2个晶体管的集电极充当根据本发明的可变增益光电转换器件的第一输出部1。在该电路中，该放大晶体管100-1的发射极还连接至放大晶体管100-2的基极。此外，该放大晶体管100-1和100-2形成可变增益光电转换器件的放大部分。该放大部分和与其相连接的光电转换器件一起被称作放大光电转换部分。此外，由10-1表示的第一场效应晶体管的第一源极或第一漏极分别连接至该放大晶体管100-2的发射极和基极（或放大晶体管100-1的发射极），并且该第一场效应晶体管10-1的第一栅极形成增益控制部9。该放大晶体管100-2的发射极充当第二输出部2。
以下关于图1中所示的具体示例来描述根据本发明如（1）中所述的改变增益的方法。
流经所述光电转换器件的光电流、或者通过在读出时对由光电转换元件放电或累积的电荷（这意味着：在寄生于所述光电转换元件上或故意与光电转换元件相连接的电容器中累积电荷，或者对所累积的电荷进行放电）进行充电和放电而生成的电流、或者在所述光电转换元件中生成的电压被所述放大晶体管放大，并流入或流出第一输出部1或第二输出部2。流动信号电流或流动信号电荷根据所述增益控制部的电势而增大或减小。在本发明中，这些信号电流和信号电荷一起被称作电信号。
当在其中感应（接通）第一场效应晶体管的沟道的方向上改变增益控制部的电势（增益控制电势）时，形成用于在所述放大晶体管100-2的基极和发射极之间绕行的电流路径。并且使应当在其基极和发射极之间流动的要放大的电流绕行。因此，在其基极和发射极之间连接所述第一场效应晶体管的放大晶体管的放大率（增益）可以减小。即，增益可以由增益控制电势改变。
当图1中所示的整个构造被视为光电转换元件时，根据光输入信息而流入所述第一输出部或第二输出部输入或从第一输出部或第二输出部输出的信号电流或信号电荷的增益（即，电信号的放大率（增益））根据所述增益控制部9的电势而改变。这意味着实现了可变增益光电转换器件。
另外，在本发明中，当强调晶体管的放大功能时，晶体管被称作放大晶体管，而当放大晶体管被重新声明时或者在许多情况下出于简化的目的，晶体管 仅被称作晶体管。此外，当其仅被描述为晶体管时，这在许多情况下主要表示双极型晶体管。
为了使用光电转换元件的另一端作为所述读出控制部以防止读出，将光电转换元件的另一端的电势设置为在从所述晶体管100-1的基极电势至其发射极电势的方向上设置的电势（在晶体管100-1是npn晶体管的情况下，处于比基极电势更负的电势；在晶体管100-1是pnp晶体管的情况下，处于比基极电势更正的电势，即，沿在基极与发射极之间施加反向偏置的方向的电势）。为了允许读出，将所述光电转换元件的另一端设置为在从晶体管100-1的基极电势至其发射极电势的反向方向上设置的电势（在晶体管100-1是npn晶体管的情况下，处于比基极电势更正的电势，或者在晶体管100-1是pnp晶体管的情况下，处于关于基极电势的负电势，即，沿在基极与发射极之间施加正向偏置的方向的电势）。
图2是示意了如（2）中所述的可变增益光电转换器件的另一实施例的电路图。除下述内容外，图2中所示的示例与图1中所示的示例相同：第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极连接至晶体管100-1的基极和发射极（或晶体管100-2的基极）。
然而，当晶体管100-1的基极连接至第一场效应晶体管的第一源极或第一漏极时，来自第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极的泄漏电流与晶体管100-1的基极、发射极泄漏电流重叠，并且然后，可变增益光电转换器件可能在低照度处较不敏感。因此，需要下述构造：其通过例如将与第一栅极重叠的第一源极和第一漏极的杂质浓度设置为低于接触部分的杂质浓度等，来减小来自第一场效应晶体管的第一源极或第一漏极的泄漏电流。
另外，在该第一场效应晶体管的连接构造的情况下，可以在不具有图2中的晶体管100-2的电路构造中实现增益控制。在这种情况下，第二输出部是晶体管100-1的发射极。
图3是在半导体衬底上集成的图1的电路图中所示的根据本发明的实施例的截面图的示例。附图标记110表示充当晶体管100-1和100-2的集电极的具有第一导电类型的第一半导体区域。附图标记120-1和120-2表示具有与第一导电类型相反的第二导电类型的多个第二半导体区域，该多个第二半导体区域被提供为与第一半导体区域110相接触（在图中，与表面的内侧相接触）并充当晶体管100-1和100-2的基极。附图标记130-1和130-2表示具有第一导电类型的 多个第三半导体区域，该多个第三半导体区域被提供为分别与该第二半导体区域120-1和120-2相接触（在图中，与表面的内侧相接触）并充当晶体管100-1和100-2的发射极。
在图3中，附图标记151和152表示第五区域和第六区域，第五区域和第六区域被提供为与所述第一半导体区域110相接触（在图中，与表面的内侧相接触），并充当第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极。第五区域和第六区域与第一半导体区域110形成整流结。该第五区域151和第六区域152可以是具有相反导电类型的半导体或者具有整流属性的金属或金属硅化物。
此外，第一场效应晶体管10-1的沟道被形成在第一绝缘膜111之下，第一绝缘膜111被至少提供在该第五区域151与该第六区域152之间的所述第一半导体区域110的第一表面上。第五区域151与第六区域152之间的所述第一半导体区域110的第一表面变成沟道形成区。
在该第一绝缘膜111上跨越该第五区域151与第六区域152提供的第一栅极153利用对其施加的电势来感应和耗尽该沟道。该第一栅极153通过改变感应沟道的方向上的电势来增大沟道的电导或电流并减小增益。
在图3中，由于作为所述第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151与所述晶体管100-2的基极120-2连续，并且作为所述第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的另一个的第六区域152经由连接用导电薄膜81连接至晶体管100-2的发射极130-2，因此所述第一场效应晶体管10-1的沟道变为晶体管100-2的基极和发射极之间的绕行电流路径，并且电导或电流的变化改变了图3中所示的光电转换元件的增益。
在图3中，在所述第一半导体区域110的第一表面上形成的绝缘膜119上形成的光电转换元件101的一端（在图中，101的右边缘）经由导电薄膜81连接至晶体管100-1的基极120-1。在该图中，其另一端（在图中，101的左边缘）被提供有独立偏置电势或被用作读出控制部，这与图1中所示的构造不同。
第一输出部是第一半导体区域110，并在必要时被提供有电极。第二输出部21连接至晶体管100-2的发射极130-2。增益控制部91连接至第一场效应晶体管的第一栅极153。
另外，在图3中，附图标记114表示下述区：该区被提供以切割可在第一半导体区域110的第一表面上形成的寄生沟道，以便防止在区域之间生成泄漏 电流，并且该区域的杂质浓度高于第一半导体区域110内部的杂质浓度。
此外，第一半导体区域110可以是半导体衬底自身。因此，如上所述的多个光电转换元件被集成在其上，并且光电转换元件可以被排列为当需要与第一半导体区域110无关地提供独立电势时在支撑衬底90上电隔离。在图3中，由附图标记100表示的光电转换元件102和晶体管100-1的组合是放大光电转换部分的最小单元。
图4是如图2的电路图中所示的实施例的构造的截面图的示例。与图3中相同的附图标记表示相同的功能。在图4中，第二半导体区域120-1和120-2分别与第五区域151和第六区域152连续。在该连续构造的情况下，可以实现更高密度的集成。第三半导体区域130-1和第二半导体区域120-2通过连接用导电薄膜81而连接。由此，该第二半导体区域120-2和与该第二半导体区域120-2连续的第六区域152电连接。即，由于晶体管100-1的基极（在该示例中，为该第二半导体区域120-1）与第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个（在该示例中，为该第五区域151）连续且相连接，并且晶体管100-1的发射极（在该示例中，为该第三半导体区域130-1）连接至第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的另一个（在该示例中，为该第六区域152），那么第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极连接在晶体管100-1的基极和发射极之间，以控制光电转换元件的增益。
与图3中所示的示例同样地，在图4中所示的构造中，第一输出部是所述第一半导体区域110，第二输出部21来自所述第三半导体区域130-2，并且增益控制部91是第一栅极153。另外，从每个区域提取的电极与第一输出部、第二输出部和增益控制部的端子相对应。
图5是示意了在其中向图1中所示的构造添加了晶体管100-3的构造的电路图。在图5中所示的示例中，所述晶体管100-2的发射极连接至该晶体管100-3的基极，并且该晶体管100-3的发射极是第二输出部2自身或连接至第二输出部2的电极。该晶体管100-3的集电极连接至其他晶体管100-1和100-2的集电极，并进一步连接至第一输出部1。该光电转换元件的增益是三个晶体管100-1、100-2和100-3的放大率之积，并远大于作为2个晶体管100-1和100-2的放大率之积的图1和2中所示的光电转换元件的增益。通过第一场效应晶体管10-1，使晶体管100-2的放大率可变。
图6至10示意了根据本发明、根据如（6）中所述的可变增益光电转换器件的实施例的构造。尽管在图1、2和5中示意了光电转换元件101，但是光电转换元件101不是特别在图6至10中示意的，这是由于这些图示意了在其中晶体管100-1的基极和集电极被用作光电转换元件的情况。由于光电转换器件和基极与彼此连续并且不需要用于将放大晶体管相互连接的基极端子，因此未示意基极端子。然而，示意了对基极的光输入102。
图6例示了在其中放大晶体管是100-1和100-2的两晶体管情况。在图6中所示的示例中，这2个晶体管的集电极相互连接，并且存在由这2个晶体管的基极构成的多个基极和针对该基极而提供的多个发射极。由被输入至放大晶体管100-1的基极的附图标记102所表示的光输入生成的光电流或者通过该光电流放电或累积的电荷的充电或放电电流被放大和读出。放大晶体管100-1的基极被与光电转换元件（未示意）共享，并且未连接至其他基极和发射极。在本发明中，从第一输出部1和第二输出部2读出的电流和电荷被称作信号电流和信号电荷。另外，这些被通称作电信号。在图6中所示的示例中，这2个放大晶体管100-1和100-2的集电极由连接装置连接，并形成根据本发明的可变增益光电转换器件的第一输出部1。此外，在该电路中，放大晶体管100-1的发射极连接至放大晶体管100-2的基极。此外，由附图标记10-1表示的第一场效应晶体管的第一源极或第一漏极分别连接至放大晶体管100-2的发射极和基极（或晶体管100-1的发射极）。另外，第一场效应晶体管10-1的第一栅极是增益控制部9。放大晶体管100-2的发射极未连接至其他基极和发射极，并且是本实施例中的可变增益光电转换器件的第二输出部2。该放大晶体管100-1和100-2以及被用作光电转换元件的放大晶体管100-1的基极和集电极形成放大光电转换部分。
另外，在本发明中，当强调晶体管的放大效果时，其被描述为放大晶体管。然而，当放大晶体管被重新声明时或者在许多情况下出于简化的目的，其仅被称作晶体管。
流经作为所述光电转换元件的晶体管100-1的基极-集电极结的光电流被放大晶体管放大，并且然后作为信号电流和信号电荷流入和流自所述第一输出部1或第二输出部2。可替换地，用于在读出时对针对其在该结（结电容器或与该结并联连接的电容器）中累积的电荷被该光电流放电的量进行充电的电流被所述放大晶体管放电，并且然后作为信号电流或信号电荷流入和流自所述第一输出 部1和第二输出部2。这些电信号的量值根据所述增益控制部的电势而增大和减小。当所述增益控制部的电势在其中感应（接通）第一场效应晶体管的沟道的方向上改变时，形成用于在晶体管的基极和发射极之间绕行的电流路径，并且然后，存在于基极和发射极之间的晶体管的放大率小。即，当图6中所示的整个构造被视为光电转换元件时，根据光输入信息获得的电信号的增益根据增益控制部9的电势（增益控制电势）而改变。这意味着实现了可变增益光电转换器件。
除下述内容外，图7中例示的电路与图6中所示的电路相同：第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极分别连接至放大晶体管100-1的基极和发射极（或晶体管100-2的基极）。示意了晶体管100-1的基极端子，这是由于基极连接至第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极。
图8中例示的电路是下述电路：其中，晶体管100-1的基极-集电极结被用作与图5中所示的电路相同的构造中的光电转换元件。在图8中所示的电路中，三个晶体管100-1、100-2和100-3的集电极分别相互连接在一起，并且存在由这三个晶体管的基极形成的多个基极和对该多个基极而提供的多个发射极。在图8中所示的示例中，这三个晶体管100-1、100-2和100-3的集电极由连接装置连接，并形成根据本发明的可变增益光电转换器件的第一输出部1。在该电路中，晶体管100-1的发射极还连接至晶体管100-2的基极，并且晶体管100-2的发射极连接至晶体管100-3的基极。另外，由附图标记10-1表示的第一场效应晶体管的第一源极或第一漏极分别连接至放大晶体管100-2的发射极和基极（或晶体管100-1的发射极），并且第一场效应晶体管10-1的第一栅极是增益控制部9。放大晶体管100-3的发射极未连接至其他基极和发射极，并且是根据本发明的可变增益光电转换器件的第二输出部2。该晶体管100-1、100-2和100-3以及作为光电转换元件而共享的晶体管100-1的基极和集电极形成放大光电转换部分。晶体管100-1的基极不相互连接至放大光电转换部分中的多个晶体管的多个基极或多个发射极。
图9例示了在图8中所示的电路中所述晶体管100-2的发射极所连接至的第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极取而代之连接至晶体管100-3的发射极的情况下的构造电路图。在图8中所示的电路中，所述第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极在一个晶体管的基极和发射极之间绕行。相反，在 图9中所示的电路中，由于第一场效应晶体管10-1连接在2个晶体管100-2和100-3的基极和发射极之间，因此增益改变的量不是一个晶体管的放大率，而是2个晶体管的放大率之积。因此，在图9中所示的电路中，控制范围明显大于图8中所示的电路的控制范围。
图10例示了在图8中所示的电路中晶体管100-2的基极所连接至的第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极取而代之连接至晶体管100-1的基极的情况下的构造电路图。在图8中所示的电路中，第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极在一个晶体管的基极和发射极之间绕行。相反，在图10中所示的电路中，由于第一场效应晶体管10-1连接在2个晶体管100-1和100-2的基极和发射极之间，因此增益改变的量不是一个晶体管的放大，而是2个晶体管的放大之积。因此，在图10中所示的电路中，控制范围明显大于图8中所示的电路的控制范围。
另外，当执行直接电流读出时，所期望的是，将电势极性和沟道导电类型的极性选择为使得第一场效应晶体管的第一源极连接至所述晶体管100-1的基极（当晶体管100-1是npn型时，第一场效应晶体管是p沟道）。对于用于读出放电电荷或累积电荷的脉冲操作的情况，反过来则成立。一般地，来自场效应晶体管的漏极泄漏电流大于源极泄漏电流。
图11至14示意了根据本发明的实施例中如（6）和（7）中所述的可变增益光电转换器件的截面结构图的示例。另外，图11中例示的电路是根据本发明的由图6中所示的电路图例示的构造的截面结构图的示例。除下述内容外，图11中所示的构造是图3中所示的相同构造：晶体管110-1的基极区域（120-1）和集电极区域（110）中附图标记101所表示的部分被共享以形成光电转换元件101。此外，在以下提及的截面结构图中，未示意图3和4中所示的用于连接的所述导电薄膜，而是取而代之，为了简化，在要相互连接的区域之间绘制了虚线以示出连接状态。
这里对图11进行了说明，尽管可能作出冗余说明，这是由于已经说明了图3。在具有第一表面118、第一厚度119和第一导电类型的第一半导体区域110的第一表面的一部分中，具有第二表面128、第二厚度129和相反导电类型（第二导电类型）的多个第二半导体区域120-1和120-2被与第一半导体区域110相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）地提供。另外，在该多个第二半导体 区域的第二表面128的一部分中，具有第三表面138、第三厚度138和第一导电类型的第三半导体区域130-1和130-2被与第二半导体区域相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）地提供。该第三半导体区域130-1被分别与该第二半导体区域120-1的第二表面的部分相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）地通过，并且第三半导体区域130-2被与第二半导体区域120-2的第二表面的部分相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）地提供。第五区域151和第六区域152被提供为与该第一半导体区域的该第一表面118的一部分相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）。在被夹于该第一半导体区域110的该第五区域和第六区域之间的第一表面118上形成第一绝缘膜111。该第一绝缘膜111被延伸至第五区域151和第六区域152的表面的一部分。跨越该第五区域151和该第六区域152在第一绝缘膜111上形成第一栅极153。
晶体管100-1被构成为使得所述第一半导体区域110是集电极，第二半导体区域120-1是基极，并且与所述第二半导体区域120-1相接触地提供的所述第三半导体区域130-1是发射极。晶体管100-2被构成为使得所述第一半导体区域110是集电极，所述第二半导体区域120-2是基极，并且与所述第二半导体区域120-2相接触地提供的所述第三半导体区域130-2是发射极。这2个晶体管的集电极是共同的第一半导体区域110并等效地电连接。
第一场效应晶体管10-1被构成为使得与所述第一半导体区域110的表面的部分相接触地提供的第五区域151和第六区域152是第一源极和第一漏极，所述第一绝缘膜111是栅极绝缘膜，并且所述第一栅极153是第一栅极。根据对第一栅极施加的电势，在第一栅极153之下的所述第五区域和第六区域之间的所述第一半导体区域的表面的部分中感应和耗尽沟道。
光电转换元件101包括所述第一半导体区域110和所述第二半导体区域120-1。对于该光电转换元件101，用于放大的初始放大晶体管是该晶体管100-1。光电转换元件101将向该晶体管的基极的、该光电转换元件101的光电转换电流、在所述第一半导体区域110与所述第二半导体区域120-1之间的结（电容）通过光电转换电流而放电或充电的电荷的放电电流或充电电流作为输入，从作为该晶体管100-2的发射极的第三半导体区域130-2以电信号的形式输出。出于该目的，用于电连接该光电转换元件101与晶体管100-1的基极的所述第二半导体区域120-1被构成为彼此连续或共同。
在图11中例示的电路中，所述第二半导体区域120-2和所述第三半导体区域130-1在所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域之间相互连接至彼此。另一方面，所述第二半导体区域120-1和所述第三半导体区域130-2未相互连接。所述第三半导体区域130-2被用作本实施例的可变增益光电转换器件的第二输出部。在许多情况下，第二输出部21可以经由导电布线连接至电极。在图11中例示的电路中，所述第一半导体区域110被用作本实施例的可变增益光电转换器件的第一输出部，并且在许多情况下，第一输出部可以经由导电布线连接至电极。
作为第一场效应晶体管10-1的第一源极或第二源极中的一个的第五区域151与作为晶体管100-2的基极的所述第二半导体区域120-2连续且电连接。就采用该构成而言，图11中例示的电路还是根据本发明的实施例中如（7）中描述的可变增益光电转换器件。作为第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极中的另一个的第六区域152经由导电薄膜（由图11中的虚线示意性地示出）连接至作为晶体管100-2的发射极的所述第三半导体区域120-3。
由所述晶体管100-1放大的所述电量被从与第2半导体区域120-2相互连接的第三半导体区域130-1输入至第二半导体区域120-2（晶体管100-2的基极），被晶体管100-2放大，并且然后以电信号的形式从所述第三半导体区域130-2、即本实施例中的可变增益光电转换器件的第二输出部输出。
如上所述，所述第一场效应晶体管的第一源极和第一漏极中的一个通过与所述晶体管100-2的基极（所述第二半导体区域120-2）连续而连接，第一源极和第一漏极中的另一个连接至所述晶体管100-2的发射极（所述第三半导体区域130-2），并且因此，形成所述晶体管100-2的基极和发射极之间的绕行路径。因此，可以通过利用对第一栅极153施加的增益控制电势改变所述第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极之间的电导或电流来改变晶体管100-2的放大率，并且因此，可以改变本实施例的可变增益光电转换器件的增益。另外，在该图中，第一栅极153自身可以被用作增益控制部，或者与第一栅极153相连接的端子或导电薄膜可以是增益控制部91（在下文中，同样应适用）。
图12也示意了图8中所示的实施例的横截面构造的示例，并例示了如（6）和（7）中所述的可变增益光电转换器件。
在图12中所示的电路中，第二半导体区域的数目和第三半导体区域的数目 均是3，其多于图11中所示的电路中的数目。所添加的第二半导体区域120-3和第三半导体区域130-3具分别有第二表面128和第二厚度129以及第三表面138和第三厚度139，并分别充当晶体管100-3的基极和发射极。在图11中未相互连接的第三半导体区域130-2在该实施例中连接至第二半导体区域120-3，并将电信号传递至晶体管100-3的基极。因此，本实施例中的可变增益光电转换器件的整个增益增大由晶体管100-3实现的放大的量。
在本实施例中，未相互连接的第三半导体区域是该第三半导体区域130-3，形成本实施例中的可变增益光电转换器件的第二输出部。在图12中例示的电路中，出于高密度布局的目的，作为所述第一场效应晶体管的第一源极和第一漏极中的另一个的所述第六区域152与第二半导体区域120-3连续。就采用该布局而言，图12中例示的电路被称为如（7）中所述的可变增益光电转换器件的另一实施例。所述第三半导体区域130-2经由与第六区域152连续的第二半导体区域120-3连接至第一场效应晶体管的第一源极和第一漏极中的另一个（所述第六区域152）。即，通过第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极来绕行晶体管100-2的基极和发射极。与图11中例示的电路同样地，在该构造下，图12中例示的电路实现可变增益光电转换器件。另外，本实施例中的最大增益比图11中例示的电路中的最大增益大出由该晶体管100-3实现的放大的量。
图13中例示的电路是另一实施例中如（6）和（7）中描述的可变增益光电转换器件的截面图，并且是图9中例示的电路的截面图的示例。此外，图13中例示的电路是如（20）中所述的可变增益光电转换单元的实施例。
在图13中，多个第二半导体区域120-1、120-2和120-3与多个第三半导体区域130-1、130-2和130-3之间的连接状况与图12中相同。然而，作为第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151通过与作为晶体管100-2的基极的第二半导体区域120-2连续而电连接。另外，作为第一场效应晶体管10-1的第一源极或第二漏极中的另一个的第六区域152经由相互连接导电薄膜（由虚线示意）连接至作为晶体管100-3的发射极的第三半导体区域130-3。即，通过该第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极来绕行晶体管100-2的基极和晶体管100-3的发射极。由于作为晶体管100-2的发射极的第三半导体区域130-2和作为晶体管100-3的基极的第二半导体区域120-3相互连接至彼此，因此可以通过对第一场效应晶体管10-1的第一栅极施加的增益控制电 势来改变由晶体管100-2和晶体管100-3这2个晶体管构成的放大级处的放大率。因此，图13中例示的可变增益光电转换器件可以实现比具有图11和12中所示的横截面构造的可变增益光电转换器件的可变增益高出量级的可变增益。
另外，就作为第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151与作为晶体管100-2的基极的第二半导体区域120-2连续而言，图13中例示的可变增益光电转换器件还是如（7）中所述的可变增益光电转换器件的另一实施例。
图14例示了另一实施例中如（6）和（7）中所述的可变增益光电转换器件的截面图。此外，图14中例示的电路是实施例中图10中所示的电路的截面图的示例。
在图14中，多个第二半导体区域120-1、120-2和120-3与多个第三半导体区域130-1、130-2和130-3之间的连接状况与图12中相同。然而，作为第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151通过与作为晶体管100-1的基极的第二半导体区域120-1连续而电连接。另一方面，作为第一场效应晶体管10-1的第一源极或第二漏极中的另一个的第六区域152经由连接导电薄膜（由虚线示意）连接至作为晶体管100-2的发射极的第三半导体区域130-2。即，通过第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极来绕行晶体管100-1的基极和晶体管100-2的发射极。在本实施例中，可以通过对第一场效应晶体管10-1的第一栅极施加的增益控制电势来改变由晶体管100-1和晶体管100-2这2个晶体管构成的放大级处的放大率。因此，图14中例示的可变增益光电转换器件可以实现比具有图11和12中所示的横截面构造的可变增益光电转换器件的可变增益高出量级的可变增益。
另外，就作为第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151与作为晶体管100-1的基极的第二半导体区域120-1连续而言，本实施例还是如（8）中所述的可变增益光电转换器件的另一实施例。
图15例示了另一实施例中如（6）和（10）中所述的可变增益光电转换器件的截面图。此外，图15中例示的电路是实施例中图9中所示的电路的截面图的示例。
在图15中，晶体管100-1、100-2和100-3之间的相互连接（即，多个第二半导体区域与多个第三半导体区域之间的相互连接）与图13中相同。相反，图 15中例示的电路中的第一场效应晶体管10-1的横截面构造与图13中例示的电路中不同。
在图15中，具有第四表面148、第四厚度149和相反导电类型（第二导电类型）的第四半导体区域140被与第一半导体区域110相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）地提供。
第五区域151和第六区域152被与该第四半导体区域的该第四表面148的一部分相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）地提供。另外，该第五区域151和第六区域152由诸如具有第一导电类型的半导体之类的与该第四半导体区域形成整流结的材料、或者与该第四半导体区域形成肖特基结的具有功函数的金属或硅化物构成。此外，在该第四半导的该第四表面148的该第五区域151和第六区域152之间的部分上提供了第四绝缘膜141。并且，该第四绝缘膜141还延伸至第五区域151和第六区域152的表面的一部分。导电薄膜153设置在该第四绝缘膜上跨越第五区域151和第六区域152。
在图15中所示的实施例中，该第五区域151充当第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个。另外，第六区域152充当第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的另一个。此外，该导电薄膜153充当该第一场效应晶体管10-1的第一栅极。作为该第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151连接至该第二半导体区域120-2。此外，作为该第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的另一个的第六区域152连接至该第三半导体区域130-3。即，作为该第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的一个的第五区域151连接至该晶体管100-2的基极。另外，作为该第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的另一个的第六区域152连接至该晶体管100-3的发射极。因此，可以通过对第一栅极153施加的增益控制电势来改变由该晶体管100-2和该晶体管100-3构成的2个放大级所实现的增益。
该第一栅极153自身、或者与其相连接的导电薄膜或从而构成的端子作为栅极控制部91。并且，第三晶体管的发射极130-3自身、或者与其相连接的导电薄膜或从而构造的端子作为第二输出部21。
在图15中所示的实施例中，尽管针对第四半导体区域的分离增加了器件的表面积，但是由在第一半导体区域由光生成的载流子所导致的第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极之间的泄漏电流的增大可以通过该第四半导体区 域吸收光生载流子而被抑制，并且因此，可以防止最大增益的减小。
当第一输出部被替换以读取第一单元输出部并且第二输出部被替换以读取第二单元输出部时，可以将图1至15中例示的构成和横截面构造应用于如（11）中所述的可变增益光电转换单元的实施例（在图5至15中，光电转换元件共享晶体管100-1的基极、集电极或第一半导体区域110和第二半导体区域120）。当第一输出部被替换以读取第一单元输出部并且第二输出部被替换以读取第二单元输出部时，可以将图5至15中例示的结构和横截面构造应用于实施例中如（16）中所述的可变增益光电转换单元。并且，当第一输出部被替换以读取第一单元输出部并且第二输出部被替换以读取第二单元输出部时，可以将图11至14中例示的横截面构造应用于实施例中如（22）中所述的可变增益光电转换单元。此外，可以将图15中例示的横截面构造应用于实施例中如（26）中所述的可变增益光电转换单元。
在这种情况下，当通过将多个可变增益光电转换单元的所述第一单元输出部（与这些区相连接的导电薄膜或第一半导体区域110）和所述第二单元输出部21相互连接来构成阵列时，通过相互连接的布线来从所述第一单元输出部所述和第二单元输出部中的一个或这2个读出电信号。为了通过使用上述单元来构成二维阵列，需要如图3、4、11至15中所示那样在支撑衬底90上形成第一半导体区域110并且在平面图中沿纵向方向或横向方向上电隔离（isolation）第一半导体区域110。
图16至23和26至28示意了实施例中如（18）中所述的可变增益光电转换单元。在实施例中，所述第二场效应晶体管10-2进一步被添加至如（2）中所述的可变增益光电转换器件。在本实施例中，所述第二输出部连接至所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的一个，该第二源极或第二漏极中的另一个是第三单元输出部23，并且所述第二场效应晶体管10-2的第二栅极是第二单元选择部32。另外，图26中所示的实施例是图19中所示的实施例的截面图的示例。在图26中，第二场效应晶体管10-2进一步被添加至图3中所示的可变增益光电转换器件的截面图。在本实施例中，构成所述第二输出部的第六区域152与第二场效应晶体管的第二源极154和第二漏极155之中的区域154连续且电连接，区域155是第三单元输出部23，并且第二栅极156是第二选择部32。图26示意了下述构造：其中，通过导电薄膜81将第三单元输出部23从 区域155延伸至电极。
当采用如（18）中所述的构成时，所述第二场效应晶体管充当单元选择元件，并且因此，单元面积增大，但在构成阵列时，不需要各列或各行都分离晶体管的集电极。因此，该构造提高了与MOSLSI制造工艺的兼容性（compatibility）。
图19至23、27和28还示意了实施例中如（19）中所述的可变增益光电转换单元。在每个图中，如（6）中所述的可变增益光电转换器件的所述第二输出部连接至所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的一个，第二源极或第二漏极中的另一个是第三单元输出部23，并且所述第二场效应晶体管10-2的第二栅极是第二单元选择部32。另外，图27中所示的实施例是如（28）中所述的可变增益光电转换单元的实施例。并且图27中所示的实施例是下述实施例：其中，第二场效应晶体管10-2进一步被添加至图13中所示的实施例。在本实施例中，构成所述第二输出部的第六区域152与第二场效应晶体管的第二源极154和第二漏极155当中的区域154连续且相连接，区域155是第三单元输出部23，并且第二栅极156是第二选择部32。图28示意了实施例中如（36）中所述的可变增益光电转换单元，并示意了下述实施例：其中，第二场效应晶体管10-2进一步被添加至图15中所示的实施例。构成第二输出部的第六区域152电连接至第二场效应晶体管的第二源极154和第二漏极155当中的区域154，区域155是第三单元输出部23，并且第二栅极156是第二选择部32。
当采用如（19）、（28）和（36）中所述的构成时，所述第二场效应晶体管充当单元选择元件，并且因此，单元面积增大，但在构成阵列时，不需要各列或各行都分离晶体管的集电极。因此，该构造提高了与MOSLSI制造工艺的兼容性。
图24和25示意了实施例中如（20）中所述的可变增益光电转换单元。在每个图中，将第三场效应晶体管10-3的第三源极和第三漏极中的一个57连接至图16和22中所示的如（18）中所述的可变增益光电转换单元的所述第三单元输出部，将第三源极和第三漏极中的另一个58作为第四单元输出部24，并且将第三栅极59作为第三单元选择部33。当采用该构成时，所述第三场效应晶体管充当第二场效应晶体管的同时充当单元选择元件，并且因此，单元面积增大，但在构成阵列时，例如通过将第二单元选择部与沿行方向延伸的多个选择线之 一相连接、将第三单元选择部与沿列方向延伸的多个选择线之一相连接并且然后从沿阵列的行和列方向延伸的选择线中选取一组选择线来选择单元。
图25还示意了根据本发明的实施例中如（21）中所述的可变增益光电转换单元。在图25中，示意将第三场效应晶体管10-3的第三源极和第三漏极中的一个57连接至如（19）中所述的可变增益光电转换单元的图22中的所述第三单元输出部，将第三源极和第三漏极中的另一个作为第四单元输出部24，并且将第三栅极59作为第三单元选择部33。
图26示意了实施例中图16中所示的如（16）中所述的可变增益光电转换单元的截面图的示例。在该图中，与根据本发明的图3中所示的如（2）中所述的可变增益光电转换器件和如（10）中所述的可变增益光电转换单元的截面图中相同的附图标记表示该元件或该单元中的相同功能。在图26中所示的实施例中，第二场效应晶体管10-2是作为单元选择场效应晶体管而提供的。附图标记154和155表示下述区域：这些区域被提供得与第一半导体区域110相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）且相互隔开，并具有针对所述第一半导体区域的整流结，并且分别是第二场效应晶体管的第二源极区域和第二漏极区域域。在该区域154和155的部分的表面上以及在该区域154和155之间的所述第一半导体区域的表面上形成绝缘膜112，并且在其上跨越区域154和155提供第二栅极156。该第二栅极156是该第二场效应晶体管的第二栅极。
所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的一个154通过与第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极中的另一个152连续而连接。所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的另一个155形成图26中所示的可变增益光电转换单元的第二单元输出部22。在图26中，第二单元输出部通过导电薄膜81延伸至电极并由附图标记22表示。该第二栅极156形成可变增益光电转换单元的第二单元选择部32。如在图中由虚线示意性地示出的那样，第二栅极可以连接至通过导电薄膜延伸的电极。
图27示意了实施例中图22中所示的如（19）中所述的可变增益光电转换单元的截面图的示例，并且还示意了实施例中如（28）中所述的可变增益光电转换单元。在该图中，与根据本发明的图13中所示的如（22）中所述的可变增益光电转换单元和如（6）中所述的可变增益光电转换器件的截面图中相同的附图标记表示该元件或该单元中的相同功能。在图27中，还提供第二场效应晶体 管10-2作为单元选择场效应晶体管。附图标记154和155表示第七区域和第八区域，所述第七区域和第八区域被提供得与第一半导体区域110相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）且相互隔开，并具有针对所述第一半导体区域的整流结，并且分别是该第二场效应晶体管的第二源极区域和第二漏极区域。在该第七区域和第八区域154和155的部分的表面上以及在该第七区域和第八区域154和155之间的所述第一半导体区域的表面上形成第二绝缘膜112，并且在其上跨越该第七区域和第八区域154和155提供第二栅极156。该第二栅极156是该第二场效应晶体管的第二栅极。
所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的一个154通过与所述第一场效应晶体管10-1的第一源极和第一漏极中的另一个152连续而电连接。所述第二场效应晶体管10-2的第二漏极和第二源极中的另一个155形成图27中所示的可变增益光电转换单元的第三单元输出部23。该第二栅极156形成可变增益光电转换单元的第二单元选择部32。如在图中由虚线示意性地示出的那样，第二栅极可以连接至通过导电薄膜延伸的电极。
图28示意了实施例中图22中所示的如（19）中所述的可变增益光电转换单元的截面图的示例，并且还示意了实施例中如（36）中所述的可变增益光电转换单元。在该图中，与根据本发明的图15中所示的如（10）中所述的可变增益光电转换器件和如（24）中所述的可变增益光电转换单元的截面图中相同的附图标记表示该元件或该单元中的相同功能。在图28中，还提供第二场效应晶体管10-2作为单元选择场效应晶体管。附图标记154和155表示第七区域和第八区域，所述第七区域和第八区域被提供得与第四半导体区域140相接触（在图中，与其表面的内侧相接触）且相互隔开，并具有针对所述第四半导体区域的整流结，并且分别是该第二场效应晶体管的第二源极区域或第二漏极区域。在该第七区域和第八区域154和155的部分的表面上以及在该第七区域和第八区域154和155之间的第一半导体区域的表面上形成第五绝缘膜142，并且在其上跨越该第七区域和第八区域154和155提供第二栅极156。该第二栅极156是第二场效应晶体管的栅极。
所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的一个154通过与第一场效应晶体管10-1的第一源极或第一漏极中的另一个152连续而电连接。所述第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的另一个155形成图28中所 示的可变增益光电转换单元的第三单元输出部23。该第二栅极156形成可变增益光电转换单元的第二单元选择部32。如在图中由虚线示意性地示出的那样，第二栅极可以连接至通过导电薄膜延伸的电极。
图29是在其中利用2微米规则设计如（28）中所述的可变增益光电转换单元的示例的平面图。尽管其横截面与图27中的截面图类似，但是在关于所述第一和第二场效应晶体管而与图27中的方向相反的方向上提供晶体管100-3，以将该单元的器件定位在正方形部分中。用于表示每个区和晶体管的附图标记与图27中相同，并且以下描述图27中未使用的附图标记和构成。
附图标记123-2和123-3表示苏搜狐第二半导体区域120-2和120-3的接触孔。附图标记133-1、133-2和133-3是所述第三半导体区域130-1、130-2和130-3的接触孔。
由于还示意了每个区域之间的相互连接，因此用于相互连接的导电薄膜由附图标记81表示。该导电薄膜采用双层结构，其中，第一层和第二层是从第一半导体区域110的表面依次定义的。具有附图标记81的实线表示第一层，并且具有附图标记81的虚线表示第二层。在该第一层与该第二层之间提供了层间绝缘膜。将第一层导电薄膜和第二层导电薄膜相连接的通孔被示意为就有虚线的正方形（由诸如如稍后描述32-3和91-3之类的附图标记表示）。
图29示意了从阵列结构中取出的一个单元，并且还示意了第三选择线13-k、第三输出线15-j和增益控制线91。该第三选择线14-k通过通孔32-3与从所述第二栅极156延伸的第二选择部32相连接。第三输出线15-j连接至从第二场效应晶体管10-2的第二源极或第二漏极中的另一个155延伸的第三输出部23。增益控制线19-k通过通孔91-3与从所述第一场效应晶体管10-1的栅极153延伸的增益控制部91相连接。
包括所述第二半导体区域120-1和所述第一半导体区域110及其结的构造被用作光电转换元件。因此，所述晶体管100-1的第二半导体区域120-1被设计为具有比其他晶体管的所述第二半导体区域120-2和120-3更大的面积。
图30示意了当根据本发明的实施例中图29中所示的可变增益光电转换单元被构成为使得出现下述情况时的电特性：
第一半导体区域100是n型高电阻半导体区域；
第二半导体区域120-1、120-2和120-3是具有大约1E18个原子/cc的表面 杂质浓度的p型半导体区域；
第三半导体区域130-1、130-2和130-3是具有大约1E21个原子/cc的表面杂质浓度的n型半导体区域；
第五区域和第六区域是具有大约1E20个原子/cc的表面杂质浓度的p型半导体区域。由此，放大晶体管是npn型双极型晶体管，并且第一和第二场效应晶体管是p沟道类型。
图30示意了下述曲线图：其中，在根据本发明的实施例中图29中所示的可变增益光电转换单元的情况下，当第三输出部的电势Vcell_out_3为0V时，来自第三输出部的输出电流（第三单元出处的输出电流）的绝对值|Iout|关于第二单元选择部的电势Vselect（第二单元选择处的电势）的变化。该曲线图示意了下述三种情况：其中，第一半导体区域的电势为6V，并且增益控制部的电势Vgain为0V、3V或6V。在Vselect>5.5V的范围内，从该单元阻塞输出电流Iout。在Vselect<0.2V的范围内，当Vgain为从3至6V并达到最大值（该最大值在实验中是60μA并根据输入光的强度而改变）时，不对值|Iout|进行增益控制。当该单元被放入暗盒中时，值|Iout|大约为1E-11A。考虑到场效应晶体管的尺寸，由于该可变增益光电转换单元可以充分地供给到100μA的程度的输出电流，因此在没有增益控制的情况下可以实现大约7位动态范围。该图表示意了当Vgain为0V时对值|Iout|进行增益控制以将其减小至大约1/6000从而达到大约1E-8A。由于进行测量的环境是暗室，因此可以通过将增益控制为最小值直到值|Iout|增大以达到大约100μA来感测具有更大强度的输入光。在这种情况下，输入光的强度可以比在图30的情况下大出4位。
该结果示出了可以通过使用根据本发明的增益控制功能来至少在11位范围内标识光强度的变化。在本实施例中，所述第一场效应晶体管的第一源极和第一漏极绕行所述第二晶体管的第二半导体区域120-2和所述第三晶体管的第三半导体区域130-3。然而，当相互连接的构造被变更为绕行所述第一晶体管的第二半导体区域120-1和所述第三晶体管的第三半导体区域130-3时，输入强度检测的动态范围可以被增大至12～13位范围。
当二维阵列由根据本发明的可变增益光电转换单元构成并且在该阵列的必要部分和其他部分中改变多个单元的增益控制电势时，可以同时捕获照度比以四个量级左右不同的在整个图像的局部区域内具有高可见性的部分图像和其相 邻图像。
在图30中所示的实施例中，所述第一和第二场效应晶体管是p沟道，并且当作为所述第二单元选择部的第二栅极的电势Vselect低于Vc1-Vth2-3Vbe时，可以从所述第二单元输出部获得电信号。这里，Vc1是所述第一单元电势（对所述第一半导体区域施加的电势），Vth2是第所述二场效应晶体管的栅极阈值电压，并且3Vbe是第一、第二和第三晶体管的基极-发射极电压之和。当所述增益控制电势为0V，所述第一场效应晶体管几乎完全绕行晶体管100-2的基极（所述第二半导体区域122）和晶体管100-3的发射极（所述第三半导体区域133）时，因此由光电转换元件（在这种情况下，由第所述二半导体区域121和所述第一半导体区域110构成的光电二极管）执行的光电转换的所述电量被输入至晶体管100-1的基极（所述第二半导体区域121），被所述晶体管100-1放大，被输出至所述晶体管100-1的发射极（所述第三半导体区域131），流经由第二场效应晶体管10-2的沟道形成的旁路，并几乎正如电变量那样以电信号的形式从第二场效应晶体管10-2的第八区域158（输出部23）输出。在该状态中，当第二单元选择部的电势低于Vc1-Vth2-Vbe时，从第三单元输出部输出电信号。
当将脉冲电势中的变化（例如，从6V至0V、从0V至6V）应用于第二单元选择部以读出电信号时，就该电路中的晶体管的组合（npn晶体管和p沟道场效应晶体管）而言，电流从该单元的内部（例如，所述第三半导体区域133）输入至所述第二场效应晶体管的源极，并且因此，当电流变小时，所述第二场效应晶体管的电阻变大，使得读出时间和重置时间变长。为了避免这一点，可以将所述第三单元输出部的电压Vcell_out_3设置为与Vselect（在单元选择时）-Vth2相比更接近于Vc1。因此，将所述第二场效应晶体管放在非饱和区域（三极管区域）中的操作中，减小从源极看去的电阻，并且然后可以减少读出时间。
另外，在脉冲读出的情况下，对于低照度光输入，利用光输入积分时间与读出时间之比来放大电流，并从第三输出部获得电信号（针对细节，参考发明内容中的（4）段）。通常还可以在根据本发明的可变增益光电转换单元中实现通过使用脉冲读出而进行的放大。
图31示意了实施例中如（38）中所述的可变增益光电转换阵列和如（46）中所述的用于执行对阵列的读出过程的第四电势设置电路。图31示意了根据本发明的下述阵列的示例：在该阵列中，在第一方向上排列如（11）、（16）、（22） 或（26）中所述的m个可变增益光电转换单元，并且在第二方向上排列如（11）、（16）、（22）或（26）中所述的n个可变增益光电转换单元。该阵列中的光电转换单元的数目是m×n。在图31中，使用附图标记1000来表示可变增益光电转换单元，并且根据诸如下述之类的位置将带连字符的数字添加至附图标记的末尾：1000-1-1、1000-2-1、1000-3-1、1000-4-1、……、1000-m-1、1000-1-2、1000-2-2、1000-3-2、……、1000-m-2、1000-1-3、1000-2-3、1000-3-3、……、1000-m-3、……、1000-i-j（未示意）、……、1000-m-n。
附图标记11-1、11-2、11-3、……、11-n指示第一选择线，第一选择线通常被提供了多达在第二方向上排列的可变增益光电转换单元的数目n个。每个第一选择线11-1、11-2、11-3、……、11-n电连接至在相同行中排列的该可变增益光电转换单元的第一单元输出部。
附图标记12-1、12-2、12-3、……、12-m指示第二选择线，第二选择线通常被提供了多达在第一方向上排列的可变增益光电转换单元的数目m个。每个第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-n电连接至在相同列中排列的该可变增益光电转换单元的第二单元输出部。
由于第一选择线11-1、11-2、11-3、……、11-n或第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-m可能不电连接至被排列为虚设单元等的可变增益光电转换单元，因此在第一方向或第二方向上排列的光电转换单元的数目和第一选择线或第二选择线的数目不必相同。
提供了2个所述增益控制线19-1和19-2，并且在左侧（19-1）或右侧（19-2）各自连接至一根线，以在所述可变增益光电转换单元阵列的左侧和右侧上实现不同增益。例如，当针对该增益控制线19-1提供用于接通所述第一场效应晶体管的电势并且针对该增益控制线19-2提供用于关断所述第一场效应晶体管的电势时，可以获得下述图像：其中，亮部分的可见性在左侧上占优，并且因变黑而不能识别的暗部分的细节在右侧上可见。
为了依次从该可变增益光电转换阵列读出输出，将从第一电势改变至第二电势（以正常脉冲的形式）的电势施加至所选择的第一选择线11-j，并且将未选择的该多个第一选择线11-1、11-2、11-3、……、11-n维持在该第一电势处。因此，经由该第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-m来同时取得来自与该第一选择线11-j相连接的该可变增益光电转换单元的电信号。
同时从所述多个第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-m取得（并行出）的电信号被与所述多个第二选择线相连接的多个感测放大器2002-1、2002-2、2002-3、……、2002-m放大（包括阻抗转换）。在该电信号是电流或电荷的情况下，将电信号转换为电压输出（在必要时对其进行放大）。并行取得且放大或转换后的该电信号被与该感测放大器的输出相连接的扫描电路3000依次扫描，并且然后可以作为串行信号而被取出。
当对从根据本发明的如（38）中所述的可变增益光电转换阵列的所述第二选择线读出的电信号进行感测时，对高精度读出来说优选的是，在从第二选择线读出电信号之前或之后，将所述第二选择线设置在所述第四电势处。在如上设置第四电势之后，将所述第二选择线置于浮动状态中，使所选择的所述第一选择线11-j的电势从所述第一电势改变至第二电势，并且然后由感测放大器检测所述电信号。在这种情况下，针对上述感测放大器使用具有信号输入和参考输入的差分感测放大器，通过对该参考输入提供第四电势，从而可以在信号输入的电势被设置在第四电势处的情况下检测电信号输出。
此外，当所选择的第一选择线11-j的电势从该第一电势改变至该第二电势（以正常脉冲的形式）时，从第二选择线读出电信号，并且然后，将第二选择线的电势重置为第四电势，从而可以重置光电转换单元的内部电势。
图31还示意了用于设置如上所述设置和重置的电势的实施例中如（46）中所述的第四电势设置电路。
在该图中，附图标记4010表示设置电路。该设置电路4010包括多个第六晶体管4006-1、4006-2、4006-3、……、4006-j（未示意4006-j）、……、4006-m。该第六晶体管4006-1、4006-2、4006-3、……、4006-j（未示意4006-j）、……、4006-m与具有相同最后数字的第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-j（未示意12-j）、……、12-m相对应。该第六晶体管4006-1、4006-2、4006-3、……4006-m是场效应晶体管，第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的2个输出（源极或漏极）中的一个连接至第二选择线12-j（j=1、2、3、……、m），并且这2个输出中的另一个（经由设置电路的端子4010-4）与第四电势提供装置4001相连接。
感测放大器2002-1、2002-2、2002-3、……、2002-m的信号输入2002-1-1、2002-2-1、2002-3-1、……、2002-m-1连接至各自对应的该第二选择线12-j（j=1、 2、3、……、m）、该第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的输出中的一个。该感测放大器的参考输入2002-1-2、2002-2-2、2002-2-2、……、2002-m-2连接至该第四电势提供装置4001。
给第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的栅极（经由设置电路的端子4010-3）提供从用于关断该第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的电势改变至用于接通该第六晶体管的电势的控制电压脉冲。
在第一选择线处于第一电势时的时间的至少一部分期间或者在第一选择线的电势从第二电势改变至第一电势之前，将用于从该关断至接通的控制电压脉冲施加至第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的栅极。后一定时对在构成如（38）中所述的可变增益光电转换阵列中的单元中重置单元电势来说有效，并且可以在从所述可变增益光电转换单元读出信号之后第一选择线处于第二电势期间的时间的部分中设置定时。换言之，只要至少在该第一选择线11-j的电势从该第一电势改变至该第二电势而开始感测的时间点处，将用于关断该第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的控制电势施加至第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的栅极即可。
如上所述的控制电压脉冲具有用于驱动第六场效应晶体管从关断至接通以及反过来的电势变化，并且在如上所述的必要定时处从包括例如传统移位寄存器等脉冲生成电路的控制脉冲提供部提供该控制电压脉冲。在其中该第四电势提供装置连接至该设置电路4010的电路被称作第四电势设置电路。
实施例中如（45）中所述的第二电势设置电路包括以下构成。
所述设置电路中的第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、n）的2个输出（源极或漏极）中的一个连接至第一选择线11-j（j=1、2、3、……、n），并且这2个输出中的另一个（经由该设置电路的端子4010-4（未示意））与第二电势提供装置（替换附图标记第四电势提供装置4001；未示意）相连接。
感测放大器2002-1、2002-2、2002-3、……、2002-n的信号输入2002-1-1、2002-2-1、2002-3-1、……、2002-n-1连接至各自对应的第一选择线11-j（j=1、2、3、……、n）、该第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、n）的输出中的一个。该感测放大器的参考输入2002-1-2、2002-2-2、2002-3-2、……、2002-n-2连接至该第二电势提供装置。
可以通过将所述第四电势设置电路中的以上说明中的第一选择线与第二选 择线、第一电势和第三电势、以及第二电势和第四电势进行交换来说明第六场效应晶体管的操作。
图32示意了实施例中如（39）中所述的可变增益光电转换阵列和用于执行对阵列的读出过程的如（47）中所述的第六电势设置电路1。并且图32示意了下述阵列的示例：在该阵列中，在第一方向上排列根据本发明的如（18）、（19）、（28）或（36）中所述的m个可变增益光电转换单元，并且在第二方向上排列根据本发明的如（18）、（19）、（28）或（36）中所述的n个可变增益光电转换单元。该阵列中的可变增益光电转换单元的数目是m×n。在图32中，使用附图标记1001来表示该可变增益光电转换单元，并且根据诸如下述之类的位置将带连字符的数字添加至附图标记的末尾：1001-1-1、1001-2-1、1001-3-1、1001-4-1、……、1001-m-1、1001-1-2、1001-2-2、1001-3-2、……、1001-m-2、1001-1-3、1001-2-3、1001-3-3、……、1001-m-3、……、1001-i-j（未示意）、……、1001-m-n。
附图标记13-1、13-2、13-3、……、13-n指示第三选择线，第三选择线通常被提供了多达在第二方向上排列的如（39）中所述的可变增益光电转换单元的数目n个。每个第三选择线13-1、13-2、13-3、……、13-n电连接至在相同行中排列的该可变增益光电转换单元的第二单元输出部。
附图标记15-1、15-2、15-3、……、15-m指示第三输出线，第三输出线通常被提供了多达在第一方向上排列的该可变增益光电转换单元的数目m个。每个第三输出线15-1、15-2、15-3、……、15-m电连接至在相同列中排列的该可变增益光电转换单元的第一单元输出部。
由于第三选择线13-1、13-2、13-3、……、13-n或第三输出线15-1、15-2、15-3、……、15-m可能不电连接至被排列为虚设单元等的可变增益光电转换单元，因此在第二方向或第一方向上排列的光电转换单元的数目和第三选择线或第二选择线的数目不必相同。
提供了2个所述增益控制线19-1和19-2，并且在左侧（19-1）或右侧（19-2）各自连接至一根线，以在所述可变增益光电转换单元阵列的左侧和右侧上实现不同增益。以在可变增益光电转换单元阵列的左侧和右侧上实现不同增益。例如，当针对增益控制线19-1提供用于接通所述第一场效应晶体管的电势并且针对该增益控制线19-2提供用于关断所述第一场效应晶体管的电势时，可以获得 下述图像：其中，亮部分的可见性在左侧上占优，并且因变黑而不能识别的暗部分的细节在右侧上可见。
为了依次从该可变增益光电转换阵列读出输出，将从第一选择电势改变至第二选择电势（以正常脉冲的形式）的电势施加至所选择的第三选择线13-j，并且将未选择的多个第三选择线13-1、13-2、13-3、……、13-n维持在第一选择电势处。因此，经由该第三输出线15-1、15-2、15-3、……、15-m来同时取得来自与该第三选择线13-j相连接的该可变增益光电转换单元的电信号。
同时从所述多个第三输出线15-1、15-2、15-3、……、15-m取得（并行出）的电信号被与所述多个第三输出线相连接的多个感测放大器2002-1、2002-2、2002-3、……、2002-m放大（包括阻抗转换）。在该电信号是电流或电荷的情况下，将电信号转换为电压输出（在必要时对其进行放大）。并行取得且放大或转换后的电信号被与该感测放大器的输出相连接的扫描电路3000依次扫描，并且然后可以被视为串行信号而被取出。
当对从根据本发明的如（39）中所述的可变增益光电转换阵列的所述第三输出线读出的电信号进行感测时，对高精度读出来说优选的是，在从第三输出线读出电信号之前或之后，将所述第三输出线设置在所述第六电势处。在如上设置第六电势之后，将所述第三输出线置于浮动状态中，使所选择的第三选择线13-j的电势从所述第一电势改变至第二电势，并且然后由感测放大器检测所述电信号。在这种情况下，针对上述感测放大器使用具有信号输入和参考输入的差分感测放大器，通过对参考输入提供第六电势，从而可以在信号输入的电势被设置在第六电势处的情况下检测电信号输出。
此外，当所选择的第三选择线13-j的电势从该第一选择电势改变至第二选择电势（以正常脉冲的形式）时，从第三输出线读出电信号，并且然后，将第三选择线的电势重置为所述第六电势，从而可以重置光电转换单元的内部电势。
当所述第二场效应晶体管的所述第七区域和第八区域被提供为与所述第一半导体区域110相接触（当所述第一半导体区域110是n型时，第二场效应晶体管10-1是p沟道类型）时，所述第二场效应晶体管在源极跟随器模式中驱动所述内部单元电势。因此，当单元内部电势变得接近于重置电势时，将第二场效应晶体管的源极置于高阻抗状态中，并且因此，重置过程耗费时间，并且当在所指定的时间消逝之后中止重置过程时，该源极保持处于内部单元不完全重 置状态中。为了在有限时间段内完成重置过程，重要的是，决定所述第二选择电势与第六电势之间的关系。
出于该目的，优选地，将第六电势设置为与(第二选择电势)-Vth2相比更接近于第一选择电势的值。另一方面，当需要优先确定第六电势以便于整个系统的电路结构时，优选地，将第二选择电势设置为与(第六电势)+Vth2相比更远离第一选择电势的值。另外，Vth2是第二场效应晶体管的栅极阈值电压，在第二场效应晶体管是p沟道的情况下，Vth2的符号为负，而在第二场效应晶体管是n沟道的情况下，其符号为正。
图32还示意了用于设置如上所述设置和重置的电势的实施例中如（47）中所述的第六电势设置电路1。
在该图中，附图标记4010表示设置电路1。该设置电路1（4010）包括多个第六场效应晶体管4006-1、4006-2、4006-3、……、4006-j（未示意4006-j）、……、4006-m。该第六场效应晶体管4006-1、4006-2、4006-3、……、4006-j（未示意4006-j）、……、4006-m与具有相同最后数字的第三输出线15-1、15-2、15-3、……、15-j（未示意15-j）、……、15-m相对应。该第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的2个输出（源极或漏极）中的一个连接至第三输出线15-j（j=1、2、3、……、m），并且这2个输出中的另一个（经由设置电路1的端子4010-6）与第六电势提供装置6001相连接。
感测放大器2002-1、2002-2、2002-3、……、2002-m的信号输入2002-1-1、2002-2-1、2002-3-1、……、2002-m-1连接至各自对应的该第三输出线12-j（j=1、2、3、……、m）、该第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的输出中的一个。参考输入2002-1-2、2002-2-2、2002-2-2、……、2002-m-2连接至第六电势提供装置6001。
给所述第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的栅极（经由所述设置电路1的端子4010-3）提供从用于关断所述第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的电势改变至用于接通所述第六场效应晶体管的电势的控制电压脉冲。
在第三选择线处于第一选择电势时的时间的至少一部分期间或者在第三选择线的电势从第二选择电势改变至第一选择电势之前，将用于从关断至接通晶体管的控制电压脉冲施加至所述第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、 m）的栅极。后一定时对在构成如（38）中所述的可变增益光电转换阵列中的单元中重置单元电势来说有效，并且可以在从所述可变增益光电转换单元读出信号之后第三选择线处于第二选择电势期间的时间的部分中设置定时。换言之，只要至少在该第三选择线13-j的电势从该第一选择电势改变至该第二选择电势而开始感测的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的控制电势施加至所述第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的栅极即可。
如上所述的控制电压脉冲具有用于驱动所述第六场效应晶体管从关断至接通以及反过来的电势变化，并且在如上所述的必要定时处从包括例如传统移位寄存器等脉冲生成电路的控制脉冲提供部提供该控制电压脉冲。在其中第六电势提供装置6001连接至该设置电路1的电路被称作第六电势设置电路1。
图33示意了示出该第六电势设置电路1的操作的电压波形的示例。如波形（5）、（6）、（7）和（8）所示，所述第三选择线13-j（j=1、2、3、……、m）（未示意j）由依次从所述第一选择电势改变至第二选择电势至第一选择电势的电压脉冲驱动，与所述第三选择线13-j相连接的可变增益光电转换单元的电信号被读出。波形（5）至（8）示意了当所述第二场效应晶体管是p沟道时的极性。在这种情况下，设置电路4010的第六晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）（未示意）的栅极由具有由（9）示意的电压波形的控制脉冲驱动。利用在第六晶体管是n沟道的情况下的极性示意了该波形。在第三选择线13-j（j=1、2、3、……、m）的电势被驱动为第一选择电势的阶段处给栅极提供用于接通所述第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的控制脉冲。在该图中示意了甚至在第三选择线的电势被驱动为第二选择电势的范围的后一部分中给栅极提供用于接通所述第六场效应晶体管4006-j（j=1、2、3、……、m）的控制脉冲。
电压波形（12）示意了感测放大器2002的信号输入2002-1-1和第三输出线15-1的电压波形。在由点线圆指示的部分处执行感测过程。同样适用于感测放大器2002的输入2002-1-j（j=1、2、3、……、m）和第三输出线15-j（j=1、2、3、……、m）。该图示意了在第六场效应晶体管是n沟道的情况下电压波形的极性。
使用图34中的晶体管标记的电路图示意了如（39）中所述的可变增益光电转换阵列中使用的如（49）中所述的第六电势设置电路的具体示例。如（39） 中所述的可变增益光电转换阵列的构成和用于构成元件的数字与图32中相同。
附图标记4011表示连接电路。连接电路4011包括所述第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m，并且设置电路2包括第六晶体管4006-0。连接电路4011、设置电路2和第六电势提供装置6001构成第六电势设置电路。
所述第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、4004-m的2个输出（源极或漏极）中的一些（4004-1-1、4004-2-1、4004-3-1、……、4004-m-1）分别连接至第三输出线15-1、15-2、15-3、……、15-m。所述第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m的输出中的另一些均连接至感测放大器2003的信号输入2003-1。所述第六场效应晶体管4006-0的2个输出中的一个（源极或漏极）连接至所述多个第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m的输出中的另一些，并且这2个输出中的另一个4006-0-2连接至第六电势提供装置6001。另外，感测放大器2003包括参考输入2003-2，并与第六电势提供装置6001相连接。
针对所述多个第四场效应晶体管的栅极依次提供用于依次关断、接通和关断所述多个第四场效应晶体管的控制电压脉冲，当第四晶体管被关断时或者在第四晶体管从被接通至被关断之前，给所述第六场效应晶体管的栅极提供用于接通所述第六场效应晶体管的控制电压脉冲。换言之，至少在所述多个第四场效应晶体管中的一个从关断切换至接通而开始感测的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的控制电势施加至所述第六晶体管的栅极。
如上所述的控制电压脉冲具有用于驱动所述第四场效应晶体管或所述第六场效应晶体管从关断至接通以及反过来的电势变化，并且在如上所述的必要定时处从包括例如传统移位寄存器等脉冲生成电路的控制脉冲提供部提供该控制电压脉冲。
图35是示意了该第六电势设置电路3的操作的电压波形的示例。为了从所述可变增益光电单元读出电信号，首先，将所述第三选择线中的一个13-i（i=1、2、3、……、n）从所述第一选择电势驱动至所述第二选择电势。该图中的电压波形（5）和（6）示意了驱动第三选择线13-1并且然后驱动第三选择线13-2。
当所述第三选择线中的一个13-i被驱动至所述第二选择电势时，如波形（1）、（2）、（3）和（4）所示，将用于从关断至接通至关断所述第四场效应晶体管4004-j的电压脉冲依次施加至所述第四晶体管4004-j（j=1、2、3、……、m）的栅极。 因此，所述第三输出线15-j（j=1、2、3、……、m）依次连接至所述感测放大器2003的信号输入2003-1，并且然后，从位于所述第三选择线之一13-i和第三输出线之一15-j的交叉点处的所述可变增益光电转换单元读出电信号。当在所述第四场效应晶体管4004-j处于关断状态时施加用于接通所述第六场效应晶体管的栅极电势时，以第六电势为基极点将光电转换单元的电信号传输至感测放大器的信号输入。电压波形（9）是下述操作波形：在该波形的情况下，在接通所述第四场效应晶体管4004-j的范围的后一部分中接通所述第六场效应晶体管。在这种情况下，在读出电信号之后可以重置所述可变增益光电转换单元的内部单元电势。
在该图中，假定所述第四场效应晶体管4004-j是p沟道晶体管并且第六场效应晶体管4006-0是n沟道晶体管，示意了波形的极性。尽管波形和电势电平被变更，但是p沟道和n沟道的极性可以被互换。在图34的示例中，采用可执行电荷放大以放大在操作的初始阶段处向第三输出线读出的累积电荷的感测放大器作为感测放大器2003。在上述第六电势设置电路3的情况下，将重置可变增益光电转换单元的内部单元电势的时间段限制至接通所述第四场效应晶体管之一的时间段。为了确保较长重置时间段，可以将所述第六电势设置电路4构成为使得在所述感测放大器与所述连接电路的相反一侧上形成设置电路1。所述多个第六场效应晶体管中的一个4006-j的源极、漏极中的一个连接至所述第三输出线中的一个15-j，并且该源极、漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置。在该构成中，由于在所述第四场效应晶体管4004-j被接通之前所述第四场效应晶体管4004-j的关断状态下，不能接通所述第六场效应晶体管4006-j，因此设置电路2可能对恰在执行读出过程之前设置所述第三输出线15-j的第六电势来说必要。然而，当在所述第四场效应晶体管4004-j的接通状态后的关断状态之后执行重置过程时，可以执行设置所述第三输出线15-j的第六电势。因此，如果所述第三输出线被维持在所述第六电势处直到下一读出过程，则不始终需要设置电路2。
图36示意了如（40）中所述的可变增益光电转换阵列的如（48）中所述的第六电势设置电路2的具体示例。
在该图中，附图标记1002-i-j（i=1、2、3、……、m；j=1、2、3、……、n；未示意1002-i-j自身）表示构成如（39）中所述的可变增益光电转换阵列的可变 增益光电转换单元，并且附图标记13-j（j=1、2、3、……、n；未示意13-j自身）表示所述第三选择线，附图标记14-i（i=1、2、3、……、m；未示意14-i自身）表示所述第四选择线，并且附图标记16表示所述第四输出线。
设置电路2（4020）包括所述第六场效应晶体管4006-0。所述第六场效应晶体管4006-0的2个输出（源极或漏极）中的一个输出4006-0-1连接至第四输出线16，并且其中另一个输出4006-0-2连接至所述第六电势提供装置6001。
感测放大器2002的信号输入2002-0-1连接至该第四输出线16以及该第六场效应晶体管的输出中的一个4006-0-1。感测放大器2002的参考输入2002-0-2连接至所述第六电势提供装置6001。
所述第四输出线可以被划分为诸如16-1、16-2和16-3之类的组，这些组中的每一个包括多个第四输出线，使得如（40）中所述的可变增益光电转换阵列被划分为若干部分以能够同时从划分后的部分读出电信号。在这种情况下，针对每个组的第四输出线16-1、16-2、16-3、……分别提供设置电路2。所述第六电势设置电路2包括该设置电路2和第六电提供装置。
针对第六场效应晶体管的栅极4006-0-3提供用于接通和关断该第六场效应晶体管的控制电压脉冲。
在第三选择线处于第一选择电势且第四选择线处于第三选择电势时的时间段的至少一部分内提供用于接通的控制电压脉冲。在该定时中将所述第四输出线设置为所述第六电势。在当第四选择线处于第四选择电势处并且第三选择线的电势从第二选择电势改变至第一选择电势之前的阶段处、或者在当第三选择线处于第二选择电势处并且第四选择线的电势从第四选择电势改变至第三选择电势之前的阶段处，针对第六晶体管的栅极提供用于接通的控制电压脉冲。后一种情况对在光电转换单元中重置单元电势来说有效。
如上所述的控制电压脉冲具有用于驱动第六晶体管从关断至接通以及反过来的电势变化，并且在如上所述的必要定时处从由例如传统移位寄存器等脉冲生成电路构成的控制脉冲提供部提供该控制电压脉冲。
图37示意了下述示例：其中，以晶体管电路级别示意了如（51）中所述的电信号感测控制电路。该信号感测控制电路由附图标记4030表示。
在图37中，附图标记1000-i-j（i=1、2、3、……、m；j=1、2、3、……、n）表示构成如（38）中所述的可变增益光电转换阵列的可变增益光电转换单元， 并且附图标记11-j（j=1、2、3、……、n）和12=i（i=1、2、3、……、m）分别表示所述第一选择线和所述第二选择线。附图标记4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m表示用于依次连接和切断感测放大器2002和可变增益光电转换阵列中的多个第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-m之间的多个第四场效应晶体管，并且第4场效应晶体管被包括在连接电路4034中。所述多个第四场效应晶体管的2个输出部（源极或漏极）中的一个经由电信号感测控制电路4030的端子4030-1、4030-2、4030-3、……、或4030-m分别连接至所述可变增益转换阵列中的多个第二选择线（12-1、12-2、12-3、……或12-m）。并且该多个第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、或4004-m的输出部中的另一个与电信号感测控制电路4030的输出端子4032-0连接在一起，并经由输出端子4032连接至感测放大器2002的信号输入端子2002-1。
附图标记4005-1、4005-2、4005-3、……、4005-m表示用于依次连接和阻塞第三电势提供装置3001和如（38）中所述的可变增益光电转换阵列中的多个第二选择线12-1、12-2、12-3、……、12-m之间的多个第五晶体管，并且针对第五晶体管采用场效应晶体管或双极型晶体管，并且第五晶体管被包括在输出取消选择电势设置电路4035中。该多个第五晶体管4005-1、4005-2、4005-3、……、或4005-m的2个输出部（源极和漏极或发射极和集电极）中的一个经由电信号感测控制电路4030的端子4030-1、4030-2、4030-3、……、4030-m连接至所述第二选择线12-1、12-2、12-3、……、或12-m。并且该多个第五场效应晶体管4005-1、4005-2、4005-3、……、或4005-m的输出部中的另一个经由电信号感测控制电路4030的端子4033与第三电势提供装置3001连接在一起。
分别经由端子4033-1、4033-2、4033-3、……、4033-m针对第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m的栅极、或者分别经由端子4033-01、4033-02、4033-03、……、4033-0m针对第五晶体管4005-1、4005-2、4005-3、……、4005-m的栅极或基极从移位寄存器电路3003提供用于控制第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m和第五场效应晶体管4005-1、4005-2、4005-3、……、4005-m的顺序接通和关断的脉冲。
当第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m和第五场效应晶体管4005-1、4005-2、4005-3、……、4005-m的组的附图标记4004-1和4005-1、4004-2和4005-2、4004-3和4005-3、……、4004-m和4005-m的组表示互补晶 体管时，其是更优选的，这是由于针对每个组中的晶体管的栅极或基极提供的脉冲的数目可以从2减少至1。
第六晶体管4006-0是场效应晶体管并包括在输出选择电势设置电路4036中，其2个输出（源极、漏极）中的一个经由电信号感测控制电路4030的端子4034连接至第四电势提供装置4001，并且这2个输出中的另一个连接至该多个第四场效应晶体管4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m的输出部中的另一个输出部，并经由电信号感测控制电路4030的端子4032连接至感测放大器2002的信号输入2002-1。
第六晶体管4006-0被控制为在所述多个第一选择线中的一个从所述第一电势改变至第二电势之前、在当电势从所述第一电势改变至第二电势时感测到电信号之后的时间段的至少一部分中由经由端子4033-63针对其栅极提供的控制脉冲来接通。因此，可以实现在对所述第二选择线执行读出过程之前设置电势以及在读出后重置构成如（38）中所述的可变增益光电转换阵列的内部单元电势。当多个第一选择线全部被设置在第一电势处时，在该可变增益光电转换阵列中未选择任何单元。
优选地，感测放大器包括参考输入2002-2以及信号输入2002-1。从第四电势提供装置4001给参考输入2002-2提供第四电势，并且在电流感测或电荷感测的情况下，在第四电势附近的点处感测信号输入。因此，优选地，电信号感测控制电路4030包括用于在不输入信号的阶段中将感测放大器的输入设置为第四电势的功能。
另外，当上述电信号感测控制电路4030的各端子、感测放大器2002的端子、第三电势提供装置3001的端子和第四电势提供装置4001的端子被集成在与如（38）中所述的可变增益光电转换阵列等相同的芯片上时，每个端子可能不具有端子的形状，而是以通过连续导电薄膜连接每个部分或每个块的形式提供的。这里，出于描述的目的，使用了“端子”来示出功能块的边界，并且在许多情况下，端子可以是无形的。端子是电路图中的连接点。
在集成电路上，所述第二电势提供装置、第三电势提供装置3001或第四电势提供装置4001和第六电势提供装置6001可以是用于从外部焊盘提供所述第二电势、第三电势、第四电势或第六电势的薄膜布线，或者可以是用于生成第二电势、第三电势、第四电势或第六电势的电源电路。
工业应用性
根据本发明，采用硅LSI技术来实现高灵敏度、高动态范围和可变增益的光电转换器件、光电转换单元和阵列。因此，由于不仅可以改进一般数码摄像机的性能，而且可以有利地对具有高对比度的对象、以及对具有部分高灵敏度的暗部进行实时成像，因此可以以低成本实现传统上在科学和技术开发的过程中需要以对具有高对比度的部分和暗部分的细节进行可视化的观察装置以及安全性摄像机等。
附图标记列表
1：第一输出部
2：第二输出部
9：增益控制部
10-1：第一场效应晶体管
10-2：第二场效应晶体管
10-3：第三场效应晶体管
11-1、11-2、11-3、……、11-n：第一选择线
12-1、12-2、12-3、……、12-m：第二选择线
13-1、13-2、13-3、……、13-k、……、13-n：第三选择线
14-1、14-2、14-3、……、14-k、……、14-m：第四选择线
15-1、15-2、15-3、……、15-j、……、15-m：第三输出线
16：第四输出线
19-1、19-2、19-k：增益控制线
23：第三单元输出部
24：第四单元输出部
32：第二单元选择部
33：第三单元选择部
57：第三场效应晶体管的第三源极或第三漏极中的一个
58：第三场效应晶体管的第三源极或第三漏极中的另一个
59：第三场效应晶体管的第三栅极
81：导电薄膜
90：支撑衬底
91：增益控制部
100：放大光电转换部分
100-1：第一晶体管或晶体管100-1
100-2：晶体管100-2
100-3：晶体管100-3
101：光电转换元件
102：输入光
110：第一半导体区域
111：第一绝缘膜
112：第二绝缘膜
114：具有较高杂质密度的第一导电类型区域
120-1、120-2、120-3：第二半导体区域
123：对第二半导体区域的接触孔
130-1、130-2、130-3：第三半导体区域
133：对第三半导体区域的接触孔
140：第四半导体区域
141：第四绝缘膜
142：第五绝缘膜
151：第五区域
152：第六区域
153：第一栅极
154：第七区域
155：第八区域
156：第二栅极
1000-i-j：构成如（38）中所述的可变增益光电转换阵列的可变增益光电转换单元
1001-i-j：构成如（39）中所述的可变增益光电转换阵列的可变增益光电转换单元
1002-i-j：构成如（40）中所述的可变增益光电转换阵列的可变增益光电转 换单元
2002：具有参考输入的感测放大器
2003：具有参考输入的感测放大器
2010：第一单元电势
3000：扫描电路
3001：第三电势提供装置
3003：移位寄存器等扫描电路
4001：第四电势提供装置
4004-1、4004-2、4004-3、……、4004-m：第四场效应晶体管
4005-1、4005-2、4005-3、……、4005-m：第五晶体管
4006-0、4006-1、4006-2、4006-3、……、4006-m：第六场效应晶体管
4010：设置电路
4011：连接电路
4020：设置电路
4030：电信号感测控制电路
4034：连接电路
4035：输出取消选择电势设置电路
4036：输出选择电势设置电路
6001：第六电势提供装置

Claims (52)

1.一种改变放大光电转换器件、放大光电转换单元或放大光电转换阵列的增益的方法，其特征在于，
所述放大光电转换器件、放大光电转换单元或放大光电转换阵列包括：
放大光电转换部分，包括光电转换元件和一个或多个晶体管，其中所述晶体管具有集电极、基极和发射极；以及
第一场效应晶体管，具有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述光电转换元件连接至从所述一个或多个晶体管中选择的晶体管的基极，
所述光电转换元件是将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量的器件，
所述一个或多个晶体管的集电极中的至少一个是第一输出部，
所述一个或多个晶体管的发射极中的一个是第二输出部，
所述一个或多个晶体管的除第二输出部以外的其他发射极，连接至除基极连接有光电转换元件的所述选择的晶体管以外的所述一个或多个晶体管的基极，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述方法在所述放大光电转换器件、放大光电转换单元或放大光电转换阵列中，
在所述一个或多个晶体管的任意基极或发射极之间，连接有所述第一源极和第一漏极，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
2.一种可变增益光电转换器件，其特征在于，包括：
放大光电转换部分，包括光电转换元件和一个或多个晶体管，其中所述晶体管具有集电极、基极和发射极；以及
第一场效应晶体管，具有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述光电转换元件连接至从所述一个或多个晶体管中选择的晶体管的基极，
所述光电转换元件是将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量的器件，
所述一个或多个晶体管的集电极中的至少一个是第一输出部，
所述一个或多个晶体管的发射极中的一个是第二输出部，
所述一个或多个晶体管的除第二输出部以外的其他发射极，连接至除基极连接有光电转换元件的所述选择的晶体管以外的所述一个或多个晶体管的基极，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
在所述一个或多个晶体管的任意基极或发射极之间，连接有所述第一源极和所述第一漏极，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
3.根据权利要求2所述的可变增益光电转换器件，其特征在于，所述光电转换元件是光电二极管。
4.根据权利要求2所述的可变增益光电转换器件，其特征在于，所述光电转换元件是包括所述选择的晶体管的集电极和基极的光电二极管。
5.根据权利要求2所述的可变增益光电转换器件，其中，所述光电转换元件是根据所述光输入信息而电阻发生变化的可变光敏电阻器件。
6.一种可变增益光电转换器件，其特征在于，至少包括：
放大光电转换部分，包括分别设置在连续或相互连接的集电极的多个基极、和分别设置在所述多个基极的多个发射极；以及
第一场效应晶体管，设有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述集电极是第一输出部，
所述多个发射极中的一个是第二输出部，
所述多个基极中的一个基极和所述集电极将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的基极和与所述第二输出部相关的发射极以外的、所述多个基极与所述多个发射极分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述第一源极或所述第一漏极中的一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的一个，
所述第一源极或所述第一漏极中的另一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的另一个，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
7.一种可变增益光电转换器件，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个与所述第五区域连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个与所述第六区域连接，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
8.根据权利要求7所述的可变增益光电转换器件，其特征在于，所述第五区域或第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个连续而与所述多个第二半导体区域中的一个连接。
9.根据权利要求7所述的可变增益光电转换器件，其特征在于，所述第五区域或第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而与所述多个所述第二半导体区域中的一个连接。
10.一种可变增益光电转换器件，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一输出部或第二输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个与所述第五区域连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个与所述第六区域连接，
通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一输出部或所述第二输出部获得的所述电信号的增益。
11.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，至少包括：
放大光电转换部分，包括光电转换元件和一个或多个晶体管，其中所述晶体管具有集电极、基极和发射极；以及
第一场效应晶体管，具有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述光电转换元件连接至从所述一个或多个晶体管中选择的晶体管的基极，
所述光电转换元件是将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量的器件，
所述一个或多个晶体管的集电极中的至少一个是第一单元输出部，
所述一个或多个晶体管的发射极中的一个是第二单元输出部，
所述一个或多个晶体管的除第二输出部以外的其他发射极，连接至除基极连接有光电转换元件的所述选择的晶体管以外的所述一个或多个晶体管的基极，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或第二单元输出部获得，
在所述一个或多个晶体管的任意基极或发射极之间，连接有所述第一源极和所述第一漏极，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得所述电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
12.根据权利要求11所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，
所述第三电势具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第一电势反向偏置的极性的电势差；
所述第四电势具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第二电势正向偏置的极性的电势差。
13.根据权利要求11所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述光电转换元件是光电二极管。
14.根据权利要求11所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述光电转换元件是包括所述选择的晶体管的集电极和基极的光电二极管。
15.根据权利要求11所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述光电转换元件是其电阻根据所述光输入信息而改变的可变光敏电阻器件。
16.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，至少包括：
放大光电转换部分，具有分别设置在连续或相互连接的集电极的多个基极、和分别设置在该多个基极的多个发射极；以及
第一场效应晶体管，设有第一源极、第一漏极和第一栅极，
所述集电极是第一单元输出部，
所述多个发射极中的一个是第二单元输出部，
所述多个基极中的一个基极和所述集电极将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个基极和与所述第二单元输出部相关的发射极以外的、所述多个基极与所述多个发射极分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得，
所述第一源极或所述第一漏极中的一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的一个，
所述第一源极或所述第一漏极中的另一个连接至所述多个基极或所述多个发射极中的另一个，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得所述电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
17.根据权利要求16所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，
所述第三电势具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第一电势反向偏置的极性的电势差；
所述第四电势具有用于将与所述第二单元输出部相关的所述发射极相对于所述第二电势正向偏置的极性的电势差。
18.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，在权利要求2所述的可变增益光电转换器件中进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的电势、即第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的电势、即第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第三单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的电信号的增益。
19.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，在权利要求6所述的可变增益光电转换器件中进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第三单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的所述电信号的增益。
20.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，在权利要求2所述的可变增益光电转换器件中进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极；以及
第三场效应晶体管，具有第三源极、第三漏极和第三栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个连接至所述第三源极或所述第三漏极中的一个，
所述第三源极或所述第三漏极中的另一个是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第四单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
21.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，在权利要求6所述的可变增益光电转换器件中进一步包括：
第二场效应晶体管，具有第二源极、第二漏极和第二栅极；以及
第三场效应晶体管，具有第三源极、第三漏极和第三栅极，
所述第二输出部连接至所述第二源极或所述第二漏极中的一个，
所述第二源极或所述第二漏极中的另一个连接至所述第三源极或所述第三漏极中的一个，
所述第三源极或所述第三漏极中的另一个是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且从所述第四单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
22.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一单元输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二单元输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二单元输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得所述电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
23.根据权利要求22所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，
相对于所述第一电势，所述第三电势具有用于将不相互连接的所述第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域反向偏置的极性的电势差；
相对于所述第二电势，所述第四电势具有用于将不相互连接的所述第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域正向偏置的极性的电势差。
24.根据权利要求22所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第五区域或所述第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个连续而连接。
25.根据权利要求22所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第五区域或所述第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而连接。
26.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触且与所述多个第二半导体区域隔开，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域，
所述第一半导体区域是第一单元输出部，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域是第二单元输出部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第二单元输出部相关的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述光电转换所产生的电量以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式，从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
当将对所述第一单元输出部施加的电势从第一电势改变至第二电势以从所述第二单元输出部获得电信号、或者将对所述第二单元输出部施加的电势从第三电势改变至第四电势以从所述第一单元输出部获得所述电信号时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第一单元输出部或所述第二单元输出部获得的所述电信号的增益。
27.根据权利要求26所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，
相对于所述第一电势，所述第三电势具备用于将与所述第二单元输出部相关的第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域反向偏置的电势差；
相对于所述第二电势，所述第四电势具备用于将与所述第二单元输出部相关的第三半导体区域相对于与其相接触的所述第二半导体区域正向偏置的电势差。
28.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第二绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和第八区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第二栅极，设置在所述第二绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的电势、即第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的电势、即第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第三单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的电信号的增益。
29.根据权利要求28所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第五区域或所述第六区域与所述多个第二半导体区域中的一个连续而连接。
30.根据权利要求28所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第五区域或所述第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而连接。
31.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第五区域和第六区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第一绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；
第一栅极，设置在所述第一绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第二绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和第八区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；
第二栅极，设置在所述第二绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域；
第九区域和第十区域，与所述第一半导体区域相接触且相互隔开；
第三绝缘膜，设置在至少夹在所述第九区域和第十区域之间的所述第一半导体区域的所述第一表面上；以及
第三栅极，设置在所述第三绝缘膜上跨越所述第九区域和第十区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域连接至所述第九区域，
所述第十区域是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
第三场效应晶体管至少包括所述第九区域和所述第十区域作为第三源极和第三漏极以及所述第三栅极作为第三栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第四单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
32.根据权利要求31所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第五区域或所述第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个连续而连接。
33.根据权利要求31所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第五区域或所述第六区域通过与所述多个第二半导体区域中的一个具有共同部分而连接。
34.根据权利要求31所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第八区域与所述第九区域通过连续而连接。
35.根据权利要求31所述的可变增益光电转换单元，其特征在于，所述第八区域与所述第九区域通过具有共同部分而连接。
36.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触且与所述多个第二半导体区域隔开，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第五绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和所述第八区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第二栅极，设置在所述第五绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域是第三单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的电势、即第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的电势、即第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大、或者转换且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第三单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第三单元输出部获得的所述电信号的增益。
37.一种可变增益光电转换单元，其特征在于，包括：
第一半导体区域，具有第一导电类型、第一表面和第一厚度；
多个第二半导体区域，与所述第一半导体区域相接触，并且分别具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型、第二表面和第二厚度；
多个第三半导体区域，分别与所述多个第二半导体区域相接触，并且分别具有第一导电类型、第三表面和第三厚度；
第四半导体区域，与所述第一半导体区域相接触且与所述多个第二半导体区域隔开，并且具有所述第二导电类型、第四表面和第四厚度；
第五区域和第六区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第四绝缘膜，设置在至少夹在所述第五区域和所述第六区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；
第一栅极，设置在所述第四绝缘膜上跨越所述第五区域和所述第六区域；
第七区域和第八区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第五绝缘膜，设置在至少夹在所述第七区域和第八区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；
第二栅极，设置在所述第五绝缘膜上跨越所述第七区域和所述第八区域；
第九区域和第十区域，与所述第四半导体区域相接触且相互隔开；
第六绝缘膜，设置在至少夹在所述第九区域和所述第十区域之间的所述第四半导体区域的所述第四表面上；以及
第三栅极，设置在所述第六绝缘膜上跨越所述第九区域和所述第十区域，
所述多个第三半导体区域中的一个第三半导体区域连接至所述第七区域，
所述第八区域连接至所述第九区域，
所述第十区域是第四单元输出部，
所述第二栅极是第二单元选择部，
所述第三栅极是第三单元选择部，
所述多个第二半导体区域中的一个第二半导体区域和所述第一半导体区域将光强度或光波长的光输入信息光电转换为电流、电荷、电压或电阻变化的电量，
除了与所述光电转换相关的所述一个第二半导体区域和与所述第七区域相连接的所述一个第三半导体区域以外的、所述多个第二半导体区域与所述多个第三半导体区域分别相互连接，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的一个连接至所述第五区域，
所述多个第二半导体区域或所述多个第三半导体区域中的另一个连接至所述第六区域，
第二场效应晶体管至少包括所述第七区域和第八区域作为第二源极和第二漏极以及所述第二栅极作为第二栅极，
第三场效应晶体管包括所述第九区域和第十区域作为第三源极和第三漏极以及所述第三栅极作为第三栅极，
当将从用于阻塞所述第二场效应晶体管的第一选择电势改变至用于使所述第二场效应晶体管导通的第二选择电势的电势施加至所述第二单元选择部，并将从用于阻塞所述第三场效应晶体管的第三选择电势改变至用于使所述第三场效应晶体管导通的第四选择电势的电势施加至所述第三单元选择部以选择所述可变增益光电转换单元，并且以由放大或者转换、且放大后的电流或电荷形成的电信号的形式从所述第四单元输出部获得所述光电转换所产生的电量时，通过对所述第一栅极施加增益控制电势，改变了从所述第四单元输出部获得的所述电信号的增益。
38.一种可变增益光电转换阵列，其特征在于，包括：
多个第一选择线，沿第一方向延伸；
多个第二选择线，沿与所述第一方向相交的第二方向延伸；
至少一个增益控制线；以及
多个权利要求11、16、22或26中任一项所述的可变增益光电转换单元，
所述多个可变增益光电转换单元各自包括所述第一单元输出部和所述第二单元输出部，
所述多个可变增益光电转换单元沿所述第一方向和所述第二方向排列，
沿所述第一方向排列而形成一行的多个可变增益光电转换单元的所述第一单元输出部分别连接至所述多个第一选择线中的一个，
沿所述第二方向排列而形成一列的多个可变增益光电转换单元的所述第二单元输出部分别连接至所述多个第二选择线中的一个，
与不同第一选择线相连接的所述第一单元输出部彼此分离，
所述可变增益光电转换单元的所述第一栅极分别连接至所述增益控制线中的一个。
39.一种可变增益光电转换阵列，其特征在于，包括：
多个第三选择线，沿第一方向延伸；
多个第三输出线，沿与所述第一方向相交的第二方向延伸；
至少一个增益控制线；以及
多个权利要求18、19、28或36中任一项所述的可变增益光电转换单元，
所述可变增益光电转换单元各自包括所述第二单元选择部和所述第三单元输出部，
所述多个可变增益光电转换单元沿所述第一方向和所述第二方向排列，
沿所述第一方向排列而形成一行的多个可变增益光电转换单元的所述第二单元选择部分别连接至所述多个第三选择线中的一个，
沿所述第二方向排列而形成一列的多个可变增益光电转换单元的所述第三单元输出部分别连接至所述多个第三输出线中的一个，
所述可变增益光电转换单元的所述第一栅极分别连接至所述增益控制线中的一个。
40.一种可变增益光电转换阵列，其特征在于，包括：
多个第三选择线，沿第一方向延伸；
多个第四选择线，沿与所述第一方向相交的第二方向延伸；
至少一个第四输出线；
至少一个增益控制线；以及
多个权利要求20、21、31或37中任一项所述的可变增益光电转换单元，
所述可变增益光电转换单元各自包括所述第二单元选择部、所述第三单元选择部和所述第四单元输出部，
所述多个可变增益光电转换单元沿所述第一方向和所述第二方向排列，
沿所述第一方向排列而形成一行的多个可变增益光电转换单元的所述第二单元选择部分别连接至所述多个第三选择线中的一个，
沿所述第二方向排列而形成一列的多个可变增益光电转换单元的所述第三单元选择部分别连接至所述多个第四选择线中的一个，
所述可变增益光电转换单元的所述第四单元输出部分别连接至至少一个所述第四输出线，
所述可变增益光电转换单元的所述第一栅极分别连接至所述增益控制线中的一个。
41.一种可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，在权利要求38中所述的可变增益光电转换阵列中，
从所述多个第二选择线中选择一个，将其从所述第三电势改变至所述第四电势，并将剩余的该多个第二选择线保持在所述第三电势处；
从所述多个第一选择线中依次选择一个，将其从所述第一电势改变至所述第二电势，并将剩余的该多个第一选择线保持在所述第一电势处，从所述选择了一个的第二选择线依次获得电信号。
42.一种可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，在权利要求38中所述的可变增益光电转换阵列中，
从所述多个第一选择线中选择一个，将其从所述第一电势改变至所述第二电势，并将剩余的该多个第一选择线保持在所述第一电势处；
从所述多个第二选择线中依次选择一个，将其从所述第三电势改变至所述第四电势，并将剩余的该多个第二选择线保持在所述第三电势处，从所述选择了一个的第一选择线获得电信号。
43.一种可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，
在权利要求38至40中任一项所述的可变增益光电转换阵列中，
所述可变增益光电转换阵列具有多个所述增益控制线；
通过对至少2个增益控制线施加不同的电势，使得与每个增益控制线相连接的组中的可变增益光电转换单元相对于同一光强度获得的电信号的大小不同。
44.一种可变增益光电转换阵列的读出方法，其特征在于，
在权利要求38至40中任一项所述的可变增益光电转换阵列中，
在选择所述多个可变增益光电转换单元中的至少一个之前，对与该选择的可变增益光电转换单元相连接的增益控制线，提供与在选择所述多个可变增益光电转换单元中的其他的可变增益光电转换单元之前不同的电势。
45.一种第二电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第六场效应晶体管；以及
第二电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的源极和漏极以及栅极，
所述用于输出的源极和漏极中的一个分别连接至权利要求38中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第一选择线，并且源极和漏极中的另一个连接至所述第二电势提供装置，
至少在所述第二选择线的电势从所述第三电势改变至所述第四电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的栅极，
在所述第二选择线的电势处于除了所述第二选择线从所述第三电势改变至所述第四电势时的时间点以外的、所述第三电势或所述第四电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的栅极。
46.一种第四电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第六场效应晶体管；以及
第四电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的源极和漏极以及栅极，
所述用于输出的源极和漏极中的一个分别连接至权利要求38中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第二选择线，并且源极和漏极中的另一个连接至所述第四电势提供装置，
至少在所述第一选择线的电势从所述第一电势改变至所述第二电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述第六场效应晶体管的栅极，
在所述第一选择线的电势处于除了所述第一选择线从所述第一电势改变至所述第二电势时的时间点以外的、所述第一电势或所述第二电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的栅极。
47.一种第六电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第六场效应晶体管；以及
第六电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个分别连接至权利要求39中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第三选择线，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置，
至少在所述第三选择线的电势从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的第六栅极，
在所述第三选择线的电势处于除了所述第三选择线从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势时的时间点以外的、所述第一选择电势或所述第二选择电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述多个第六场效应晶体管的第六栅极。
48.一种第六电势设置电路，其特征在于，包括：
至少一个第六场效应晶体管；以及
第六电势提供装置，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个分别连接至权利要求40中所述的可变增益光电转换阵列的所述第四选择线中的至少一个，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置，
至少在所述第三选择线处于所述第二选择电势并且所述第四选择线从所述第三选择电势改变至所述第四选择电势时、或者在所述第四选择线处于所述第四选择电势并且所述第三选择线从所述第一选择电势改变至所述第二选择电势的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极，
在所述第三选择线和所述第四选择线处于所述第二选择电势和所述第四选择电势时、或者在所述第三选择线处于所述第一选择电势和/或所述第四选择线处于所述第三选择电势时的至少一个时间点处，将用于接通所述第六场效应晶体管的第六接通控制电势施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极。
49.一种第六电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第四场效应晶体管；
一个第六场效应晶体管；以及
第六电势提供装置，
所述第四场效应晶体管具有用于输出的第四源极和第四漏极以及第四栅极，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述多个第四场效应晶体管的所述用于输出的第四源极和第四漏极中的一个分别连接至权利要求39中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第三输出线，并且所述第四源极和所述第四漏极中的另一个连接至感测放大器的输入，
所述第六场效应晶体管的所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个连接至与所述感测放大器的输入相连接的所述多个第四场效应晶体管的用于输出的第四源极和第四漏极中的另一个，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至所述第六电势提供装置，
将用于依次关断、接通和关断所述多个第四场效应晶体管的第四控制电压脉冲依次施加至所述多个第四场效应晶体管的第四栅极，
至少在所述第四场效应晶体管从关断切换至接通的时间点处，将用于关断所述第六场效应晶体管的第六关断控制电势施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极。
50.一种第六电势设置电路，其特征在于，包括：
多个第四场效应晶体管；以及
多个第六场效应晶体管，
所述第四场效应晶体管具有用于输出的第四源极和第四漏极以及第四栅极，
所述第六场效应晶体管具有用于输出的第六源极和第六漏极以及第六栅极，
所述多个第四场效应晶体管的所述用于输出的第四源极和第四漏极中的一个分别连接至权利要求39中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第三输出线，并且所述第四源极和所述第四漏极中的另一个分别连接至多个感测放大器的输入，
所述多个第六场效应晶体管的所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个分别连接至与所述多个第三输出线相连接的所述多个第四场效应晶体管的用于输出的第四源极和第四漏极中的一个，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个连接至第六电势提供装置，
将用于依次关断、接通和关断所述多个第四场效应晶体管的第四控制电压脉冲依次施加至所述多个第四场效应晶体管的第四栅极，
至少在所述第四场效应晶体管从关断切换至接通的时间点处，将用于关断与所述第四场效应晶体管的用于输出的第四源极和第四漏极中的一个相连接的第六场效应晶体管的第六关断控制电势，施加至所述第六场效应晶体管的第六栅极。
51.一种电信号感测控制电路，其特征在于，包括：
连接电路；
输出取消选择电势设置电路；以及
输出选择电势设置电路，
所述连接电路设置在权利要求38中所述的可变增益光电转换阵列的所述多个第二选择线与感测放大器的输入之间，
所述连接电路中的从所述多个第二选择线中选择的一个第二选择线与所述感测放大器的输入之间的电阻低于其他第二选择线与所述感测放大器的输入之间的电阻，
所述输出取消选择电势设置电路设置在所述多个第二选择线与第三电势提供装置之间，
通过在从所述多个第二选择线中选择的所述一个第二选择线与所述第三电势提供装置之间的电阻变得高于未选择的第二选择线与所述第三电势提供装置之间的电阻，所述输出取消选择电势设置电路对该未选择的第二选择线提供所述第三电势，
所述输出选择电势设置电路设置在所述连接电路的所述感测放大器侧与第四电势提供装置之间，
所述输出选择电势设置电路的电阻在所述可变增益光电转换阵列的所述多个第一选择线中的一个至少从第一电势改变至第二电势时的时间点处变得高于在其他的时间点处。
52.根据权利要求51所述的电信号感测控制电路，其特征在于，
所述连接电路至少包括多个第四晶体管，
所述多个第四晶体管是场效应晶体管，并且具有用于输出的第四源极和第四漏极，
所述用于输出的第四源极和第四漏极中的一个分别连接至所述多个第二选择线，并且所述第四源极和所述第四漏极中的另一个连接至所述感测放大器的输入，
所述输出取消选择电势设置电路包括多个第五晶体管，
所述多个第五晶体管包括用于输出的第五源极和第五漏极，
所述用于输出的第五源极和第五漏极中的一个分别与所述多个第二选择线相连接，并且所述第五源极和所述第五漏极中的另一个分别与所述第三电势提供装置相连接，
所述输出选择电势设置电路至少包括第六晶体管，
所述第六晶体管是场效应晶体管，并且具有用于输出的第六源极和第六漏极，
所述用于输出的第六源极和第六漏极中的一个与第四电势提供装置相连接，并且所述第六源极和所述第六漏极中的另一个与同所述感测放大器的输入相连接的所述多个第四晶体管的所述用于输出的第四源极和第四漏极中的另一个相连接。
CN201280021217.XA 2011-03-17 2012-03-15 增益改变方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、读出方法以及电路 Expired - Fee Related CN103503437B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-059884 2011-03-17
JP2011059884 2011-03-17
PCT/JP2012/056666 WO2012124760A1 (ja) 2011-03-17 2012-03-15 ゲイン可変方法、ゲイン可変光電変換素子、ゲイン可変光電変換セル、ゲイン可変光電変換アレイ、読み出し方法、および、回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103503437A CN103503437A (zh) 2014-01-08
CN103503437B true CN103503437B (zh) 2017-02-15

Family

ID=46830825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280021217.XA Expired - Fee Related CN103503437B (zh) 2011-03-17 2012-03-15 增益改变方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、读出方法以及电路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9641782B2 (zh)
EP (1) EP2688290A4 (zh)
JP (1) JP5807925B2 (zh)
CN (1) CN103503437B (zh)
WO (1) WO2012124760A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9059065B2 (en) * 2012-03-19 2015-06-16 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method of varying gain of amplifying photoelectric conversion device and variable gain photoelectric conversion device
JP6263914B2 (ja) * 2013-09-10 2018-01-24 株式会社リコー 撮像装置、撮像装置の駆動方法、および、カメラ
KR102341230B1 (ko) * 2015-05-08 2021-12-21 에스케이하이닉스 주식회사 저항 또는 셀에 저장된 정보를 리드하는 반도체 장치
US9659979B2 (en) * 2015-10-15 2017-05-23 International Business Machines Corporation Sensors including complementary lateral bipolar junction transistors
CN105282460B (zh) * 2015-10-22 2018-08-31 天津大学 带失调消除的动态范围增强型读出方法及电路
TWI636668B (zh) * 2017-04-28 2018-09-21 友達光電股份有限公司 自動電壓放大裝置及自動電壓放大方法
WO2022000244A1 (zh) * 2020-06-30 2022-01-06 深圳市大疆创新科技有限公司 成像单元、成像系统和可移动平台
CN116242480B (zh) * 2021-12-08 2024-05-28 广州众远智慧科技有限公司 信号采集电路、方法、装置及板卡
CN117238929B (zh) * 2023-11-10 2024-01-23 太原理工大学 低功耗全波段光通信芯片及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101645454A (zh) * 2008-08-05 2010-02-10 索尼株式会社 光电转换器和光电转换元件

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63128666A (ja) * 1986-11-19 1988-06-01 Canon Inc 光電変換装置
JPH01288181A (ja) 1988-05-16 1989-11-20 Seiko Instr Inc 半導体イメージセンサ装置
US5218201A (en) * 1991-05-07 1993-06-08 Detector Electronics Corporation Method and apparatus for linearizing photoresistive optical sensors with sensitivity-selective masking
JPH0582828A (ja) * 1991-09-20 1993-04-02 Sharp Corp フオトトランジスタ
DE69427051T2 (de) 1993-05-28 2001-09-06 Canon K.K., Tokio/Tokyo Photoelektrische Umwandlungsanordnung
JP3441761B2 (ja) 1993-05-28 2003-09-02 キヤノン株式会社 イメージセンサ
US5933188A (en) 1994-10-19 1999-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and method with reset
JP3548244B2 (ja) * 1994-10-19 2004-07-28 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP3192366B2 (ja) * 1996-01-31 2001-07-23 シャープ株式会社 受光素子及びその製造方法
CN101432604B (zh) * 2006-05-18 2013-03-13 罗姆股份有限公司 照度传感器和电子设备
US7592576B1 (en) 2007-07-02 2009-09-22 National Instute Of Advanced Industrial Science And Technology Optical sensor array, sensing method and circuit therefore, and device and apparatus thereby
KR101638974B1 (ko) * 2009-06-17 2016-07-13 삼성전자주식회사 광 변조기와 그 제조 및 동작방법과 광 변조기를 포함하는 광학장치
TW201113965A (en) * 2009-10-06 2011-04-16 Univ Nat Central Silicon photo-detection module
JP5967406B2 (ja) * 2012-01-19 2016-08-10 国立研究開発法人産業技術総合研究所 センス回路とその動作方法および光電変換アレイ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101645454A (zh) * 2008-08-05 2010-02-10 索尼株式会社 光电转换器和光电转换元件

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012124760A1 (ja) 2012-09-20
JPWO2012124760A1 (ja) 2014-07-24
JP5807925B2 (ja) 2015-11-10
CN103503437A (zh) 2014-01-08
US9641782B2 (en) 2017-05-02
EP2688290A1 (en) 2014-01-22
US20140008524A1 (en) 2014-01-09
EP2688290A4 (en) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103503437B (zh) 增益改变方法、可变增益光电转换器件、可变增益光电转换单元、可变增益光电转换阵列、读出方法以及电路
TWI608244B (zh) 光電轉換設備、測距裝置、及資訊處理系統
CN103384999B (zh) 使用电荷共享像素的转换增益调制
CN107895729A (zh) 减少照明诱发的闪烁的图像传感器像素和成像系统
CN108780803A (zh) 固态成像装置及电子设备
CN101690176A (zh) 光电变换电路及其具备该电路的固体摄像装置
CN100568519C (zh) 固体摄像装置
CN103281056B (zh) 感测电路及其运行方法和光电转换阵列
US6914228B2 (en) Solid-state imaging device
JP6137522B2 (ja) 光電変換装置のリセット方法と、光電変換装置、光電変換アレイ、および撮像装置
JP5571437B2 (ja) 高感度イメージセンサ及びそのイメージセンシング方法
JP5907500B2 (ja) 光電変換装置、光電変換アレイおよび撮像装置
CN108666336B (zh) 一种utbb光电探测器阵列及其工作方法
CN107314813A (zh) 光强检测单元、光强检测方法和显示装置
EP1677522B1 (en) Photo detecting apparatus
CN102572313A (zh) 具有电荷倍增输出通道及电荷感测输出通道的图像传感器
CN110050345A (zh) 固态图像拾取元件和电子装置
US20060109361A1 (en) Photodetection apparatus
US9142579B2 (en) Photoelectric conversion cell and array, reset circuit and electrical signal sense control circuit therefor
TW202123677A (zh) 多功能影像感測器電路
CN102547165A (zh) 用于处理由具有电荷倍增输出通道及电荷感测输出通道的图像传感器捕获的图像的方法
JP4718169B2 (ja) Ｃｍｏｓ撮像デバイス回路
CN109040628A (zh) 图像传感器像素电路及其工作方法
CN105100655B (zh) 像素电路
US7061074B2 (en) Visible imaging device using Darlington phototransistors

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170215

Termination date: 20190315