CN104867431A - 一种像素电路及其驱动方法、探测器 - Google Patents
一种像素电路及其驱动方法、探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104867431A CN104867431A CN201510324511.3A CN201510324511A CN104867431A CN 104867431 A CN104867431 A CN 104867431A CN 201510324511 A CN201510324511 A CN 201510324511A CN 104867431 A CN104867431 A CN 104867431A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control end
- node
- transistor
- image element
- high level
- 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.)
- Granted
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
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
- G01T1/247—Detector read-out circuitry
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
-
- 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
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
-
- 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
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
- H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/66—Transforming electric information into light information
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/32—Transforming X-rays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种像素电路及其驱动方法、探测器。所述像素电路包括光电转换单元、放大单元、复位单元、补偿单元、充电单元以及读出单元。所述补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种像素电路及其驱动方法、探测器。
背景技术
X射线平板探测器是一种以光电二极管阵列为核心的X射线影像探测器。在X射线照射下探测器的闪烁体或荧光体层将X射线光子转换为可见光,而后由具有光电二极管作用的阵列转化为图像电信号,通过外围电路读出及模拟/数字转换,从而获得数字化图像。
在像素电路中增加一个放大晶体管,可以将光电二极管积累的电荷转换成电压进行放大,这样可以大大提高信噪比,从而提高传输过程中抗干扰的能力。然而,由于没有对放大晶体管的阈值电压Vth进行补偿,将会带来更大的图像质量问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种像素电路及其驱动方法、探测器,用于解决现有技术中探测器没有对放大晶体管的阈值电压Vth进行补偿,影响图像质量的问题。
为此,本发明提供一种像素电路,包括光电转换单元、放大单元、复位单元、补偿单元、充电单元以及读出单元;
所述光电转换单元分别与第一电压端和第一节点连接,用于将光信号转化为电信号;
所述放大单元分别与第一节点、第二节点以及第三节点连接,用于对所述第一节点的输入信号进行放大处理;
所述复位单元分别与复位端、第一电压端以及第一节点连接,用于根据所述复位端和所述第一电压端的输入信号控制所述第一节点的电位;
所述充电单元分别与第一控制端、第二节点以及第二电压端连接,用于根据所述第一控制端和所述第二电压端的输入信号控制所述第二节点的电位;
所述补偿单元分别与第二控制端、第一节点以及第三节点连接,用于根据所述第二控制端的输入信号控制所述第三节点的电位;
所述读出单元分别与第三控制端、输出端以及第三节点连接,用于根据所述第三控制端的输入信号控制所述输出端的输出信号。
可选的,所述光电转换单元包括光电二极管,所述光电二极管连接于所述第一节点和所述第一电压端之间。
可选的,所述放大单元包括放大晶体管,所述放大晶体管的栅极与所述第一节点连接,所述放大晶体管的第一极与所述第二节点连接,所述放大晶体管的第二极与所述第三节点连接。
可选的,所述复位单元包括第一晶体管,所述第一晶体管的栅极与所述复位端连接,所述第一晶体管的第一极与所述第一节点连接,所述第一晶体管的第二极与所述第一电压端连接。
可选的,所述充电单元包括第三晶体管,所述第三晶体管的栅极与所述第一控制端连接,所述第三晶体管的第一极与所述第二电压端连接,所述第三晶体管的第二极与所述第二节点连接。
可选的,所述补偿单元包括第二晶体管,所述第二晶体管的栅极与所述第二控制端连接,所述第二晶体管的第一极与所述第一节点连接,所述第二晶体管的第二极与所述第三节点连接。
可选的,所述读出单元包括第四晶体管,所述第四晶体管的栅极与所述第三控制端连接,所述第四晶体管的第一极与所述第三节点连接,所述第四晶体管的第二极与所述输出端连接。
可选的,还包括第一电容,所述第一电容连接于所述第二电压端与所述第一节点之间,或者所述第一电容连接于所述第一电压端与所述第一节点之间;或者
还包括第一电容和第二电容,所述第一电容连接于所述第二电压端与所述第一节点之间,所述第二电容连接于所述第一电压端与所述第一节点之间。
可选的,所述晶体管全部为P型晶体管。
可选的,所述晶体管全部为N型晶体管。
本发明还提供一种探测器,包括上述任一像素电路。
本发明还提供一种像素电路的驱动方法,所述像素电路上述像素电路,所述第一电压端为低电平,所述第二电压端为高电平,所述驱动方法包括:
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入高电平;
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入高电平;
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入高电平;
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入低电平。
本发明还提供一种像素电路的驱动方法,所述像素电路上述像素电路,所述第一电压端为高电平,所述第二电压端为低电平,所述驱动方法包括:
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入低电平;
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入低电平;
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入低电平;
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入高电平。
本发明具有下述有益效果:
本发明提供的像素电路及其驱动方法、探测器中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号
中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种像素电路的结构示意图;
图2为本发明实施例二提供的一种像素电路的结构示意图;
图3为本发明实施例三提供的一种像素电路的结构示意图;
图4为本发明实施例四提供的一种像素电路的结构示意图;
图5为一种像素电路的工作时序图;
图6为另一种像素电路的工作时序图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的像素电路及其驱动方法、探测器进行详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种像素电路的结构示意图。如图1所示,所述像素电路包括光电转换单元101、放大单元102、复位单元103、补偿单元104、充电单元105以及读出单元106。所述光电转换单元101分别与第一电压端和第一节点n1连接,所述光电转换单元101用于将光信号转化为电信号。可选的,所述光电转换单元101包括光电二极管PD,所述光电二极管PD的负极与所述第一节点n1连接,所述光电二极管PD的正极与所述第一电压端连接。所述放大单元102分别与第一节点n1、第二节点n2以及第三节点n3连接,所述放大单元102用于对所述第一节点n1的输入信号进行放大处理。可选的,所述放大单元102包括放大晶体管Ta,所述放大晶体管Ta的栅极与所述第一节点n1连接,所述放大晶体管Ta的第一极与所述第二节点n2连接,所述放大晶体管Ta的第二极与所述第三节点n3连接。
本实施例中,所述复位单元103分别与复位端RST、第一电压端以及第一节点n1连接,所述复位单元103用于根据所述复位端RST和所述第一电压端的输入信号控制所述第一节点n1的电位。可选的,所述复位单元103包括第一晶体管T1,所述第一晶体管T1的栅极与所述复位端RST连接,所述第一晶体管T1的第一极与所述第一节点n1连接,所述第一晶体管T1的第二极与所述第一电压端连接。
所述充电单元105分别与第一控制端S1、第二节点n2以及第二电压端连接,所述充电单元105用于根据所述第一控制端S1和所述第二电压端的输入信号控制所述第二节点n2的电位。可选的,所述充电单元105包括第三晶体管T3,所述第三晶体管T3的栅极与所述第一控制端S1连接,所述第三晶体管T3的第一极与所述第二电压端连接,所述第三晶体管T3的第二极与所述第二节点n2连接。
所述补偿单元104分别与第二控制端S2、第一节点n1以及第三节点n3连接,所述补偿单元104用于根据所述第二控制端S2的输入信号控制所述第三节点n3的电位。可选的,所述补偿单元104包括第二晶体管T2,所述第二晶体管T2的栅极与所述第二控制端S2连接,所述第二晶体管T2的第一极与所述第一节点n1连接,所述第二晶体管T2的第二极与所述第三节点n3连接。
所述读出单元106分别与第三控制端RD、输出端OUT以及第三节点n3连接,所述读出单元106用于根据所述第三控制端RD的输入信号控制所述输出端OUT的输出信号。可选的,所述读出单元106包括第四晶体管T4,所述第四晶体管T4的栅极与所述第三控制端RD连接,所述第四晶体管T4的第一极与所述第三节点n3连接,所述第四晶体管T4的第二极与所述输出端OUT连接。
本实施例中,所述像素电路还包括第一电容Cst,所述第一电容Cst连接于所述第二电压端与所述第一节点n1之间。所述晶体管全部为P型晶体管,所述第一电压端输入低电平VSS,所述第二电压端输入高电平VDD。
本实施例提供的像素电路中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种像素电路的结构示意图。如图2所示,所述像素电路包括光电转换单元101、放大单元102、复位单元103、补偿单元104、充电单元105以及读出单元106。所述光电转换单元101分别与第一电压端和第一节点n1连接,所述光电转换单元101用于将光信号转化为电信号。所述放大单元102分别与第一节点n1、第二节点n2以及第三节点n3连接,所述放大单元102用于对所述第一节点n1的输入信号进行放大处理。
本实施例中,所述复位单元103分别与复位端RST、第一电压端以及第一节点n1连接,所述复位单元103用于根据所述复位端RST和所述第一电压端的输入信号控制所述第一节点n1的电位。所述补偿单元104分别与第二控制端S2、第一节点n1以及第三节点n3连接,所述补偿单元104用于根据所述第二控制端S2的输入信号控制所述第三节点n3的电位。所述充电单元105分别与第一控制端S1、第二节点n2以及第二电压端连接,所述充电单元105用于根据所述第一控制端S1和所述第二电压端的输入信号控制所述第二节点n2的电位。所述读出单元106分别与第三控制端RD、输出端OUT以及第三节点n3连接,所述读出单元106用于根据所述第三控制端RD的输入信号控制所述输出端OUT的输出信号。
本实施例提供的像素电路与实施例一提供的像素电路的不同之处在于,所述像素电路还包括第一电容Cst,所述第一电容Cst连接于所述第一电压端与所述第一节点n1之间。在实际应用中,所述像素电路还可以包括第一电容和第二电容,所述第一电容连接于所述第二电压端与所述第一节点n1之间,所述第二电容连接于所述第一电压端与所述第一节点n1之间。当然,所述第一电容或所述第二电容也可以是光电二极管PD的寄生电容,或者是与所述第一节点n1连接的其它寄生电容,因此可以不单独制作。本实施例中,所述晶体管全部为P型晶体管,所述第一电压端输入低电平VSS,所述第二电压端输入高电平VDD。
本实施例提供的像素电路中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种像素电路的结构示意图。如图3所示,所述像素电路包括光电转换单元101、放大单元102、复位单元103、补偿单元104、充电单元105以及读出单元106。所述光电转换单元101分别与第一电压端和第一节点n1连接,所述光电转换单元101用于将光信号转化为电信号。可选的,所述光电转换单元101包括光电二极管PD,所述光电二极管PD的正极与所述第一节点n1连接,所述光电二极管PD的负极与所述第一电压端连接。所述放大单元102分别与第一节点n1、第二节点n2以及第三节点n3连接,所述放大单元102用于对所述第一节点n1的输入信号进行放大处理。可选的,所述放大单元102包括放大晶体管Ta,所述放大晶体管Ta的栅极与所述第一节点n1连接,所述放大晶体管Ta的第一极与所述第二节点n2连接,所述放大晶体管Ta的第二极与所述第三节点n3连接。
本实施例中,所述复位单元103分别与复位端RST、第一电压端以及第一节点n1连接,所述复位单元103用于根据所述复位端RST和所述第一电压端的输入信号控制所述第一节点n1的电位。可选的,所述复位单元103包括第一晶体管T1,所述第一晶体管T1的栅极与所述复位端RST连接,所述第一晶体管T1的第一极与所述第一节点n1连接,所述第一晶体管T1的第二极与所述第一电压端连接。
所述充电单元105分别与第一控制端S1、第二节点n2以及第二电压端连接,所述充电单元105用于根据所述第一控制端S1和所述第二电压端的输入信号控制所述第二节点n2的电位。可选的,所述充电单元105包括第三晶体管T3,所述第三晶体管T3的栅极与所述第一控制端S1连接,所述第三晶体管T3的第一极与所述第二电压端连接,所述第三晶体管T3的第二极与所述第二节点n2连接。
所述补偿单元104分别与第二控制端S2、第一节点n1以及第三节点n3连接,所述补偿单元104用于根据所述第二控制端S2的输入信号控制所述第三节点n3的电位。可选的,所述补偿单元104包括第二晶体管T2,所述第二晶体管T2的栅极与所述第二控制端S2连接,所述第二晶体管T2的第一极与所述第一节点n1连接,所述第二晶体管T2的第二极与所述第三节点n3连接。
所述读出单元106分别与第三控制端RD、输出端OUT以及第三节点n3连接,所述读出单元106用于根据所述第三控制端RD的输入信号控制所述输出端OUT的输出信号。可选的,所述读出单元106包括第四晶体管T4,所述第四晶体管T4的栅极与所述第三控制端RD连接,所述第四晶体管T4的第一极与所述第三节点n3连接,所述第四晶体管T4的第二极与所述输出端OUT连接。
本实施例中,所述像素电路还包括第一电容Cst,所述第一电容Cst连接于所述第二电压端与所述第一节点n1之间。所述晶体管全部为N型晶体管,所述第一电压端输入高电平VDD,所述第二电压端输入低电平VSS。
本实施例提供的像素电路中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种像素电路的结构示意图。如图4所示,所述像素电路包括光电转换单元101、放大单元102、复位单元103、补偿单元104、充电单元105以及读出单元106。所述光电转换单元101分别与第一电压端和第一节点n1连接,所述光电转换单元101用于将光信号转化为电信号。所述放大单元102分别与第一节点n1、第二节点n2以及第三节点n3连接,所述放大单元102用于对所述第一节点n1的输入信号进行放大处理。
本实施例中,所述复位单元103分别与复位端RST、第一电压端以及第一节点n1连接,所述复位单元103用于根据所述复位端RST和所述第一电压端的输入信号控制所述第一节点n1的电位。所述补偿单元104分别与第二控制端S2、第一节点n1以及第三节点n3连接,所述补偿单元104用于根据所述第二控制端S2的输入信号控制所述第三节点n3的电位。所述充电单元105分别与第一控制端S1、第二节点n2以及第二电压端连接,所述充电单元105用于根据所述第一控制端S1和所述第二电压端的输入信号控制所述第二节点n2的电位。所述读出单元106分别与第三控制端RD、输出端OUT以及第三节点n3连接,所述读出单元106用于根据所述第三控制端RD的输入信号控制所述输出端OUT的输出信号。
本实施例提供的像素电路与实施例一提供的像素电路的不同之处在于,所述像素电路还包括第一电容Cst,所述第一电容Cst连接于所述第一电压端与所述第一节点n1之间。在实际应用中,所述像素电路还可以包括第一电容和第二电容,所述第一电容连接于所述第二电压端与所述第一节点n1之间,所述第二电容连接于所述第一电压端与所述第一节点n1之间。当然,所述第一电容或所述第二电容也可以是光电二极管PD的寄生电容,或者是与所述第一节点n1连接的其它寄生电容,因此可以不单独制作。本实施例中,所述晶体管全部为N型晶体管,所述第一电压端输入高电平VDD,所述第二电压端输入低电平VSS。
本实施例提供的像素电路中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
实施例五
本实施例提供一种探测器,包括上述实施例一、实施例二、实施例三或实施例四提供的像素电路,具体内容可参照上述实施例一、实施例二、实施例三或实施例四的描述,此处不再赘述。
本实施例提供的探测器中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
实施例六
本实施例中,所述像素电路包括实施例一或实施例二提供的像素电路。所述晶体管全部为P型晶体管,所述第一电压端为低电平VSS,所述第二电压端为高电平VDD。所述驱动方法包括:
步骤1001、所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入高电平。
图5为其工作时序图。参见图1和图5,在复位阶段,所述复位端RST输入低电平,所述第一控制端S1输入高电平,所述第二控制端S2输入高电平,所述第三控制端RD输入高电平。此时,第一薄膜晶体管T1导通,第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3以及第四薄膜晶体管T4断开,第一节点n1被复位至低电压VSS,因此第一节点的电压Vn1=VSS,上述电压可保持在第一电容Cst上。
步骤1002、所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入高电平。
在补偿阶段,所述复位端RST输入高电平,所述第一控制端S1输入低电平,所述第二控制端S2输入低电平,所述第三控制端RD输入高电平。此时,第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3导通,第一薄膜晶体管T1和第四薄膜晶体管T4断开。放大晶体管Ta被接成二极管连接状态,此时第一节点n1的电压Vn1=Vn3=VDD-︱Vth︱,其中Vn3为第三节点n3的电压,Vth为放大晶体管Ta的阈值电压。
步骤1003、所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入高电平。
在充电阶段,所述复位端RST输入高电平,所述第一控制端S1输入低电平,所述第二控制端S2输入高电平,所述第三控制端RD输入高电平。此时,第三薄膜晶体管T3导通,第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2以及第四薄膜晶体管T4断开。此时第一节点n1的电流通路只剩下光电二极管PD,所述第一节点n1的电流大小与像素电路的光照强度有关。假设此时第一节点n1的电流平均值为I,那么经过时间t后,第一节点n1的电压被降低
即
步骤1004、所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入低电平。
在读出阶段,所述复位端RST输入高电平,所述第一控制端S1输入低电平,所述第二控制端S2输入高电平,所述第三控制端RD输入低电平。此时,第三薄膜晶体管T3和第四薄膜晶体管T4导通,第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2断开。此时放大晶体管Ta处于饱和区,所述放大晶体管Ta的电流为
其中,μn为载流子迁移率,Cox为单位面积的栅绝缘层电容值,W/L为放大晶体管Ta的宽长比。
将代入上述公式可以得出:
电流Id被读出后,就可以分析出变量I的大小,从而得到像素电路的光照强度的信息。
本实施例提供的像素电路的驱动方法中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
实施例七
本实施例中,所述像素电路包括实施例三或实施例四提供的像素电路。所述晶体管全部为N型晶体管,所述第一电压端为高电平VDD,所述第二电压端为低电平VSS。所述驱动方法包括:
步骤2001、所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入低电平。
图6为其工作时序图。参见图3和图6,在复位阶段,所述复位端RST输入高电平,所述第一控制端S1输入低电平,所述第二控制端S2输入低电平,所述第三控制端RD输入低电平。此时,第一薄膜晶体管T1导通,第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3以及第四薄膜晶体管T4断开,第一节点n1被复位至高电压VDD,因此第一节点的电压Vn1=VDD,上述电压可保持在第一电容Cst上。
步骤2002、所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入低电平。
在补偿阶段,所述复位端RST输入低电平,所述第一控制端S1输入高电平,所述第二控制端S2输入高电平,所述第三控制端RD输入低电平。此时,第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3导通,第一薄膜晶体管T1和第四薄膜晶体管T4断开。放大晶体管Ta被接成二极管连接状态,此时第一节点n1的电压Vn1=Vn3=VSS+Vth,其中Vn3为第三节点n3的电压,Vth为放大晶体管Ta的阈值电压。
步骤2003、所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入低电平。
在充电阶段,所述复位端RST输入低电平,所述第一控制端S1输入高电平,所述第二控制端S2输入低电平,所述第三控制端RD输入低电平。此时,第三薄膜晶体管T3导通,第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2以及第四薄膜晶体管T4断开。此时第一节点n1的电流通路只剩下光电二极管PD,所述第一节点n1的电流大小与像素电路的光照强度有关。假设此时第一节点n1的电流平均值为I,那么经过时间t后,第一节点n1的电压被升高
即
步骤2004、所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入高电平。
在读出阶段,所述复位端RST输入低电平,所述第一控制端S1输入高电平,所述第二控制端S2输入低电平,所述第三控制端RD输入高电平。此时,第三薄膜晶体管T3和第四薄膜晶体管T4导通,第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2断开。此时放大晶体管Ta处于饱和区,所述放大晶体管Ta的电流为
其中,μn为载流子迁移率,Cox为单元面积的栅绝缘层电容值,W/L为放大晶体管Ta的宽长比。
将代入上述公式可以得出:
电流Id被读出后,就可以分析出变量I的大小,从而得到像素电路的光照强度的信息。
本实施例提供的像素电路的驱动方法中,补偿单元能够对放大单元的阈值电压Vth进行补偿,以避免给输出的电压信号中带入阈值电压Vth不一致的信息,从而可以显著提高图像质量。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种像素电路,其特征在于,包括光电转换单元、放大单元、复位单元、补偿单元、充电单元以及读出单元;
所述光电转换单元分别与第一电压端和第一节点连接,用于将光信号转化为电信号;
所述放大单元分别与第一节点、第二节点以及第三节点连接,用于对所述第一节点的输入信号进行放大处理;
所述复位单元分别与复位端、第一电压端以及第一节点连接,用于根据所述复位端和所述第一电压端的输入信号控制所述第一节点的电位;
所述充电单元分别与第一控制端、第二节点以及第二电压端连接,用于根据所述第一控制端和所述第二电压端的输入信号控制所述第二节点的电位;
所述补偿单元分别与第二控制端、第一节点以及第三节点连接,用于根据所述第二控制端的输入信号控制所述第三节点的电位;
所述读出单元分别与第三控制端、输出端以及第三节点连接,用于根据所述第三控制端的输入信号控制所述输出端的输出信号。
2.根据权利要求1所述的像素电路,其特征在于,所述光电转换单元包括光电二极管,所述光电二极管连接于所述第一节点和所述第一电压端之间。
3.根据权利要求2所述的像素电路,其特征在于,所述放大单元包括放大晶体管,所述放大晶体管的栅极与所述第一节点连接,所述放大晶体管的第一极与所述第二节点连接,所述放大晶体管的第二极与所述第三节点连接。
4.根据权利要求3所述的像素电路,其特征在于,所述复位单元包括第一晶体管,所述第一晶体管的栅极与所述复位端连接,所述第一晶体管的第一极与所述第一节点连接,所述第一晶体管的第二极与所述第一电压端连接。
5.根据权利要求4所述的像素电路,其特征在于,所述充电单元包括第三晶体管,所述第三晶体管的栅极与所述第一控制端连接,所述第三晶体管的第一极与所述第二电压端连接,所述第三晶体管的第二极与所述第二节点连接。
6.根据权利要求5所述的像素电路,其特征在于,所述补偿单元包括第二晶体管,所述第二晶体管的栅极与所述第二控制端连接,所述第二晶体管的第一极与所述第一节点连接,所述第二晶体管的第二极与所述第三节点连接。
7.根据权利要求6所述的像素电路,其特征在于,所述读出单元包括第四晶体管,所述第四晶体管的栅极与所述第三控制端连接,所述第四晶体管的第一极与所述第三节点连接,所述第四晶体管的第二极与所述输出端连接。
8.根据权利要求2-7任一所述的像素电路,其特征在于,所述像素电路还包括第一电容,所述第一电容连接于所述第二电压端与所述第一节点之间,或者所述第一电容连接于所述第一电压端与所述第一节点之间;或者
所述像素电路还包括第一电容和第二电容,所述第一电容连接于所述第二电压端与所述第一节点之间,所述第二电容连接于所述第一电压端与所述第一节点之间。
9.根据权利要求8所述的像素电路,其特征在于,所述晶体管全部为P型晶体管。
10.根据权利要求8所述的像素电路,其特征在于,所述晶体管全部为N型晶体管。
11.一种探测器,其特征在于,包括权利要求1-10任一所述的像素电路。
12.一种像素电路的驱动方法,其特征在于,所述像素电路包括权利要求9所述的像素电路,所述第一电压端为低电平,所述第二电压端为高电平,所述驱动方法包括:
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入高电平;
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入高电平;
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入高电平;
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入低电平。
13.一种像素电路的驱动方法,其特征在于,所述像素电路包括权利要求10所述的像素电路,所述第一电压端为高电平,所述第二电压端为低电平,所述驱动方法包括:
所述复位端输入高电平,所述第一控制端输入低电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入低电平;
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入高电平,所述第三控制端输入低电平;
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入低电平;
所述复位端输入低电平,所述第一控制端输入高电平,所述第二控制端输入低电平,所述第三控制端输入高电平。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510324511.3A CN104867431B (zh) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | 一种像素电路及其驱动方法、探测器 |
PCT/CN2015/092282 WO2016197508A1 (zh) | 2015-06-12 | 2015-10-20 | 一种像素电路及其驱动方法以及探测器 |
EP15892058.7A EP3309773B1 (en) | 2015-06-12 | 2015-10-20 | Pixel circuit and driving method therefor, and detector |
US15/103,979 US9681074B2 (en) | 2015-06-12 | 2015-10-20 | Pixel circuit including compensation unit, driving method thereof and detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510324511.3A CN104867431B (zh) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | 一种像素电路及其驱动方法、探测器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104867431A true CN104867431A (zh) | 2015-08-26 |
CN104867431B CN104867431B (zh) | 2019-06-21 |
Family
ID=53913232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510324511.3A Active CN104867431B (zh) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | 一种像素电路及其驱动方法、探测器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9681074B2 (zh) |
EP (1) | EP3309773B1 (zh) |
CN (1) | CN104867431B (zh) |
WO (1) | WO2016197508A1 (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105427792A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-03-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素补偿电路及驱动方法、显示面板和显示装置 |
CN105933623A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置 |
WO2016197508A1 (zh) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像素电路及其驱动方法以及探测器 |
CN106842278A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种msm光电检测装置及其驱动方法、x射线探测器 |
CN108174124A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素电路及其驱动方法以及探测器 |
CN108205152A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-06-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像元电路、其驱动方法及x射线探测器 |
CN108735182A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种感光电路及其驱动方法、显示装置 |
WO2019000856A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Boe Technology Group Co., Ltd. | PHOTODETECTION PIXEL CIRCUIT, SENSOR PANEL, AND PHOTOELECTRIC DETECTION APPARATUS |
CN109655877A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 平板探测器的像素结构、平板探测器及摄像系统 |
CN110956923A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-03 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 低温多晶硅平板探测器像素电路及平板探测方法 |
WO2020191654A1 (zh) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 深圳大学 | 一种便携式探测显示设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040218077A1 (en) * | 2000-09-11 | 2004-11-04 | General Electric Company | Method and apparatus for preventing image artifacts |
CN101464579A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 索尼株式会社 | 显示器 |
CN101943974A (zh) * | 2009-07-03 | 2011-01-12 | 三星移动显示器株式会社 | 光敏电路、包括光敏电路的触控板和驱动光敏电路的方法 |
CN102081481A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 索尼公司 | 传感器装置、驱动方法、显示装置、电子单元及摄像装置 |
CN103325343A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像素电路、显示装置及像素电路的驱动方法 |
CN103354079A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种有源矩阵有机发光二极管像素单元电路以及显示面板 |
JP2014170092A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置の駆動方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69213375T2 (de) | 1991-09-27 | 1997-03-20 | Philips Electronics Nv | Röntgendetektor mit Auslesung des Ladungsmusters |
US7446806B2 (en) * | 2003-12-19 | 2008-11-04 | Symbol Technologies, Inc. | Single chip, noise-resistant, one-dimensional, CMOS sensor for target imaging |
GB2439118A (en) * | 2006-06-12 | 2007-12-19 | Sharp Kk | Image sensor and display |
JP2008017288A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Rohm Co Ltd | 光電変換回路及びこれを用いた固体撮像装置 |
GB2446821A (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-27 | Sharp Kk | An ambient light sensing system |
US8487231B2 (en) * | 2007-03-05 | 2013-07-16 | Arokia Nathan | Sensor pixels, arrays and array systems and methods therefor |
JP5812959B2 (ja) * | 2011-12-15 | 2015-11-17 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
JP2014192320A (ja) | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Sony Corp | 撮像装置および撮像表示システム |
CN104091559B (zh) | 2014-06-19 | 2016-09-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素电路及其驱动方法、显示装置 |
CN104064149B (zh) * | 2014-07-07 | 2016-07-06 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 像素电路、具备该像素电路的显示面板和显示器 |
US9332200B1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-05-03 | Qualcomm Incorporated | Pixel readout architecture for full well capacity extension |
CN104867431B (zh) | 2015-06-12 | 2019-06-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像素电路及其驱动方法、探测器 |
-
2015
- 2015-06-12 CN CN201510324511.3A patent/CN104867431B/zh active Active
- 2015-10-20 EP EP15892058.7A patent/EP3309773B1/en active Active
- 2015-10-20 US US15/103,979 patent/US9681074B2/en active Active
- 2015-10-20 WO PCT/CN2015/092282 patent/WO2016197508A1/zh active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040218077A1 (en) * | 2000-09-11 | 2004-11-04 | General Electric Company | Method and apparatus for preventing image artifacts |
CN101464579A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 索尼株式会社 | 显示器 |
CN101943974A (zh) * | 2009-07-03 | 2011-01-12 | 三星移动显示器株式会社 | 光敏电路、包括光敏电路的触控板和驱动光敏电路的方法 |
CN102081481A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 索尼公司 | 传感器装置、驱动方法、显示装置、电子单元及摄像装置 |
JP2014170092A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置の駆動方法 |
CN103354079A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种有源矩阵有机发光二极管像素单元电路以及显示面板 |
CN103325343A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像素电路、显示装置及像素电路的驱动方法 |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016197508A1 (zh) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像素电路及其驱动方法以及探测器 |
US9681074B2 (en) | 2015-06-12 | 2017-06-13 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Pixel circuit including compensation unit, driving method thereof and detector |
CN105427792A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-03-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素补偿电路及驱动方法、显示面板和显示装置 |
US10212374B2 (en) | 2016-06-29 | 2019-02-19 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Pixel circuit, driving method thereof, image sensor, and image acquisition apparatus |
CN105933623A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置 |
CN106842278B (zh) * | 2017-01-19 | 2023-11-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种msm光电检测装置及其驱动方法、x射线探测器 |
CN106842278A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种msm光电检测装置及其驱动方法、x射线探测器 |
WO2019000856A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Boe Technology Group Co., Ltd. | PHOTODETECTION PIXEL CIRCUIT, SENSOR PANEL, AND PHOTOELECTRIC DETECTION APPARATUS |
US11563907B2 (en) | 2017-06-30 | 2023-01-24 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Photo-detection pixel circuit, a detector panel, and photoelectric detection apparatus |
CN108174124A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素电路及其驱动方法以及探测器 |
CN108174124B (zh) * | 2018-01-29 | 2021-02-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素电路及其驱动方法以及探测器 |
US11196954B2 (en) | 2018-01-29 | 2021-12-07 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Pixel circuit for converting an optical signal into an electric signal comprising a storage circuit storing charge output from an amplifying circuit, and drive method thereof, and detector using the same |
CN108205152A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-06-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种像元电路、其驱动方法及x射线探测器 |
CN108735182A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种感光电路及其驱动方法、显示装置 |
WO2019210792A1 (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 感光电路及其驱动方法、检测装置、显示装置 |
US11178347B2 (en) | 2018-05-04 | 2021-11-16 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Photosensitive circuit and driving method therefor, and detection device and display device |
CN109655877A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 平板探测器的像素结构、平板探测器及摄像系统 |
US11221422B2 (en) | 2019-01-04 | 2022-01-11 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Pixel structure of flat panel detection device, flat panel detection device and camera system |
WO2020191654A1 (zh) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 深圳大学 | 一种便携式探测显示设备 |
CN110956923B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-05-07 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 低温多晶硅平板探测器像素电路及平板探测方法 |
CN110956923A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-03 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 低温多晶硅平板探测器像素电路及平板探测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104867431B (zh) | 2019-06-21 |
EP3309773A1 (en) | 2018-04-18 |
EP3309773B1 (en) | 2019-12-04 |
WO2016197508A1 (zh) | 2016-12-15 |
EP3309773A4 (en) | 2018-12-12 |
US9681074B2 (en) | 2017-06-13 |
US20170126994A1 (en) | 2017-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104867431A (zh) | 一种像素电路及其驱动方法、探测器 | |
KR102133602B1 (ko) | 광 검출 회로 및 반도체 장치 | |
CN105044955B (zh) | 光电传感器及其驱动方法、阵列基板和显示装置 | |
US20160028984A1 (en) | Pixel circuit with constant voltage biased photodiode and related imaging method | |
CN104092962A (zh) | 具有补充电容性耦合节点的图像传感器和其操作方法 | |
JP2010098714A (ja) | アクティブピクセルセンサ回路およびその操作方法 | |
CN105282462A (zh) | 图像传感器及其驱动方法 | |
JP2017098809A (ja) | 光電変換装置、および、撮像システム | |
US11255725B2 (en) | Photosensitive circuit, driving method thereof and electronic device | |
US10348995B2 (en) | Image sensor and imaging apparatus | |
US8796608B2 (en) | Dual stage active pixel devices and related methods | |
US20140263952A1 (en) | High performance digital imaging system | |
CN104167998A (zh) | 放大器电路和使用放大器电路的图像传感器 | |
US20200162688A1 (en) | Pixel sensing circuit and driving method thereof, image sensor and electronic device | |
CN108174124B (zh) | 像素电路及其驱动方法以及探测器 | |
US10757354B2 (en) | Pixel sensing circuit and driving method thereof, image sensor and electronic device | |
US11860029B2 (en) | Light intensity detection circuit, light intensity detection method and light intensity detection apparatus | |
US20200228744A1 (en) | Pixel Sensing Circuit and Driving Method Therefor, Image Sensor, and Electronic Device | |
CN102595062A (zh) | Cmos图像传感器黑光噪声抑制方法 | |
US7990452B2 (en) | Apparatus, methods and systems for amplifier | |
CN106162003B (zh) | 一种读取电路及其驱动方法、x射线像素电路 | |
US20140070075A1 (en) | Radiation detector and method | |
TW201105125A (en) | Image sensor | |
CN107426514A (zh) | 一种cmos图像传感器读出电路 | |
JP6370135B2 (ja) | 撮像装置、撮像システム、撮像装置の駆動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |