CN109327666B - 像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种像素感应电路，包括：光电转换模块、第一重置模块、阈值补偿模块、选择模块和源跟随晶体管；其中，光电转换模块用于根据采集到的入射光生成对应的电信号；第一重置模块响应于第一控制信号线所提供的第一控制信号的控制，用于将第一电源端提供的第一工作电压写入至信号采集点；阈值补偿模块响应于第一控制信号和第二控制信号线所提供的第二控制信号的控制，用于获取源跟随晶体管的阈值电压并根据阈值电压生成补偿电压，且将补偿电压写入至信号采集点；选择模块响应于第三控制信号线所提供的第三控制信号的控制，用于控制源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间的通断；源跟随晶体管用于根据信号采集点处的电压输出相应的电流信号。

Description

像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备

技术领域

本公开涉及图像感测领域，特别涉及像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备。

背景技术

有源像素传感器(APS)用于将光图像转换为电信号，其广泛应用于数字照相机、具有照相机的移动电话、视觉系统等。可以将有源像素传感器划分为电荷耦合器件(CCD)型和互补金属氧化物半导体 (CMOS)型。可以采用半导体制造工艺制造在硅衬底上制备CMOS型APS，因此可以将CMOS型APS容易地集成到具有放大电路和信号处理的外围系统当中。与CCD型APS相比，CMOS型APS具有更低的制造成本、更高的处理速度和更低的功率消耗。

发明内容

本公开的目的之一在于提供一种新型的像素感应电路及其驱动方法，以及具有该像素感应电路的图像传感器，像素感应电路可以克服源极跟随器晶体管由于自身差异所导致的输出电流不均一的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种像素感应电路，包括：光电转换模块、第一重置模块、阈值补偿模块、选择模块和源跟随晶体管；

其中，所述光电转换模块的输出端、所述第一重置模块、所述源跟随晶体管的控制极、所述阈值补偿模块连接于信号采集点；

光电转换模块，用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；

所述第一重置模块，与第一控制信号线、第一电源端连接，响应于所述第一控制信号线所提供的第一控制信号的控制，用于将第一电源端提供的第一工作电压写入至所述信号采集点；

所述阈值补偿模块，与所述源跟随晶体管的第二极、所述第一控制信号线、第二控制信号线和第二电源端连接，响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号线所提供的第二控制信号的控制，用于获取所述源跟随晶体管的阈值电压并根据所述阈值电压生成补偿电压，且将所述补偿电压写入至所述信号采集点；其中，所述补偿电压 V0＝V1+Vth，V1为所述第二电源端提供的第二工作电压，Vth为所述阈值电压；

所述选择模块，与所述源跟随晶体管的第二极、第三控制信号线连接，响应于第三控制信号线所提供的第三控制信号的控制，用于控制所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间的通断；

所述源跟随晶体管，其第一极与所述第一电源端连接，用于根据所述信号采集点处的电压输出相应的电流信号。

在一些实施例中，所述第一重置模块包括：第一晶体管；

所述第一晶体管的控制极与所述第一控制信号线连接，所述第一晶体管的第一极与所述第一电源端连接，所述第一晶体管的第二极与所述信号采集点连接。

在一些实施例中，所述阈值补偿模块包括：第二晶体管、第三晶体管和电容；

其中，所述电容的第一端与所述信号采集点连接，所述电容的第二端与所述第二晶体管的第一极、所述第三晶体管的第一极连接；

所述第二晶体管的控制极与所述第一控制信号线连接，所述第二晶体管的第二极与所述源跟随晶体管的第二极连接；

所述第三晶体管的控制极与所述第二控制信号线连接，所述第三晶体管的第二极与所述第二电源端连接。

在一些实施例中，所述选择模块包括：第四晶体管；

所述第四晶体管的控制极与所述第三控制信号线连接，所述第四晶体管的第一极与所述源跟随晶体管的第二极连接，所述第四晶体管的第二极与所述图像处理器连接。

在一些实施例中，还包括：第二重置模块，所述第二重置模块与所述源跟随晶体管的第二极、第四控制信号线、第三电源端连接，响应于所述第四控制信号线所提供的第四控制信号的控制，用于将第三电源端提供的第三工作电压写入至源跟随晶体管的第二极。

在一些实施例中，其特征在于，所述第二重置模块包括：第五晶体管；

所述第五晶体管的控制极与所述第四控制信号线连接，所述第五晶体管的第一极与所述源跟随晶体管的第二极连接，所述第五晶体管的第二极与所述第三电源端连接。

第二方面，本公开实施例还提供了一种图像传感器，包括：如上述的像素感应电路。

第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，包括：如上述的图像传感器。

第四方面，本公开实施例还提供了一种像素感应电路的驱动方法，所述像素感应电路为上述的像素感应电路，所述驱动方法包括：

在重置阶段，所述第一重置模块响应于所述第一控制信号的控制，将所述第一工作电压写入至所述信号采集点；所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以供将所述图像处理器提供的预定重置电压写入至所述源跟随晶体管的第二极；

在阈值补偿阶段，选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间断开；所述阈值补偿模块响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制，获取所述源跟随晶体管的阈值电压并根据所述阈值电压生成所述补偿电压，且将所述补偿电压写入至所述信号采集点；

在曝光采样阶段，所述光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；

在输出阶段，所述源跟随晶体管根据所述信号采集点处的电压输出相应的电流信号；所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以将所述源跟随晶体管输出的电流信号传递至所述图像处理器。

第五方面，本公开实施例还提供了一种像素感应电路的驱动方法，所述像素感应电路为上述像素感应电路，且该像素感应电路中包括第二重置模块，所述驱动方法包括：

在重置阶段，所述第一重置模块响应于所述第一控制信号的控制，将所述第一工作电压写入至所述信号采集点；所述第二重置模块响应于第四控制信号的控制，将所述第三工作电压写入至所述源跟随晶体管的第二极，所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间断开；

在阈值补偿阶段，所述阈值补偿模块响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制，获取所述源跟随晶体管的阈值电压并根据所述阈值电压生成所述补偿电压，且将所述补偿电压写入至所述信号采集点；

在曝光采样阶段，所述光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；

在输出阶段，所述源跟随晶体管根据所述信号采集点处的电压输出相应的电流信号；所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以将所述源跟随晶体管输出的电流信号传递至所述图像处理器。

附图说明

图1为现有技术中像素感应电路的电路结构示意图；

图2为图1中信号采集点处电压随时间变化的示意图；

图3为本公开实施例提供的一种像素感应电路的电路结构示意图；

图4为本公开实施例提供的另一种像素感应电路的电路结构示意图；

图5为图4所示像素感应电路的工作时序图；

图6为本公开实施例提供的又一种像素感应电路的电路结构示意图；

图7为图6所示像素感应电路的工作时序图；

图8为本公开实施例提供的一种像素感应电路的驱动方法的流程图；

图9为本公开实施例提供的另一种像素感应电路的驱动方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的像素感应电路及其驱动方法、图像传感器、电子设备进行详细描述。

CMOS 型图像传感器一般包括若干个像素单元(Pixel)，每一个像素单元中均设置有对应的像素感应电路。图1为现有技术中像素感应电路的电路结构示意图，如图1所示，该像素感应电路包括：重置晶体管Mrst、光电二极管PD、源跟随晶体管Msf和选择晶体管Msel；

其中，重置晶体管Mrst的控制极、光电二极管PD的第一端和源跟随晶体管Msf的控制极三者连接于信号采集点FD。光电二极管PD用于采集入射光并生成对应的电信号，源跟随晶体管Msf用于根据信号采集点FD的电压信号输出对应的电流信号，选择晶体管Msel将该电流信号传递至外部的图像处理器，以供外部的图像处理器根据该电流信号确定入射光的光强。

图2为图1中信号采集点处电压随时间变化的示意图，如图2 所示，在重置阶段T1时，重置晶体管Mrst响应于重置信号线Reset 的控制而导通，重置电压端提供的预定重置电压Vrst写入至信号采集点，以对信号采集点FD进行重置处理；在曝光采样阶段T2(持续时间为t，t取值由人工设定)时，重置晶体管Mrst截止，光电二极管PD采集入射光并生成对应的电信号以对信号采集点FD进行充电，信号采集点FD处的电压逐渐下降(假定在曝光采样阶段T2结束时光电二极管PD处的电压为Vf)，信号采集点FD处电压变化量△

V＝Vrst-V0与入射光的光强相对应；源跟随晶体管Msf工作于饱和状态，并根据信号采集点FD处的电压输出对应的电流信号，选择晶体管Msel响应于选择控制信号线SEL而导通，以将该电流信号传递至外部的图像处理器，图像处理器根据该电流信号可计算出信号采集点 FD在曝光采样阶段T2的电压变化量△V，从而能得到入射光的光强。

然而，随着使用时间的增长，其内源跟随晶体管Msf的阈值电压发生漂移，对于信号采集点FD处相同的电压，源跟随晶体管Msf 输出的电流不同，即源跟随晶体管Msf输出电流不均一。

为解决上述技术问题，本公开提供了一种像素感应电路及其驱动方法、图像传感器和电子设备。

图3为本公开实施例提供的一种像素感应电路的电路结构示意图，如图3所示，该像素感应电路包括：光电转换模块1、第一重置模块2、阈值补偿模块3、选择模块4和源跟随晶体管Msf，光电转换模块1的输出端、第一重置模块2、源跟随晶体管Msf的控制极、阈值补偿模块3连接于信号采集点FD。

其中，光电转换模块1用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对信号采集点FD进行充电。在本公开的各实施例中，以光电转换模块包括光电二极管(Photo Diode，简称PD) 为例进行描述，其中光电二极管PD的正极可与一电源端(提供电压VR)连接，负极与光电转换模块1的输出端连接；当然，本公开中的光电转换模块还可以为其他具有光电转化功能的器件。

第一重置模块2与第一控制信号线CL1、第一电源端连接，第一重置模块2响应于第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号的控制，用于将第一电源端提供的第一工作电压写入至信号采集点FD。

阈值补偿模块3与源跟随晶体管Msf的第二极、第一控制信号线CL1、第二控制信号线CL2和第二电源端连接，阈值补偿模块3响应于第一控制信号和第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号的控制，用于获取源跟随晶体管Msf的阈值电压并根据阈值电压生成补偿电压，且将补偿电压写入至信号采集点FD；其中，补偿电压 V0＝V1+Vth，V1为第二电源端提供的第二工作电压，Vth为源跟随晶体管Msf的阈值电压。

选择模块4与源跟随晶体管Msf的第二极、第三控制信号线CL3 连接，选择模块4响应于第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号的控制，用于控制源跟随晶体管Msf的第二极与图像处理器5之间的通断；

源跟随晶体管Msf的第一极与第一电源端连接，源跟随晶体管 Msf用于根据信号采集点FD处的电压输出相应的电流信号。

本公开所提供的像素感应电路的工作过程，包括如下四个阶段：重置阶段S1、阈值补偿阶段S2、曝光采样阶段S3和输出阶段S4。

在重置阶段S1，第一重置模块2响应于第一控制信号的控制，将第一工作电压写入至信号采集点FD，以对信号采集点FD处的电压进行重置；与此同时，选择模块4响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管Msf的第二极与图像处理器5之间导通，以供将图像处理器5提供的预定重置电压写入至源跟随晶体管Msf的第二极，从而对源跟随晶体管Msf的第二极进行重置。

在阈值补偿阶段S2，选择模块4响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管Msf的第二极与图像处理器5之间断开；阈值补偿模块3响应于第一控制信号和第二控制信号的控制，获取源跟随晶体管 Msf的阈值电压并根据阈值电压生成补偿电压，且将补偿电压写入至信号采集点FD；其中，补偿电压V0＝V1+Vth，V1为第二电源端提供的第二工作电压，Vth为源跟随晶体管Msf的阈值电压。

在曝光采样阶段S3(持续时间由人工设定)，光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对信号采集点FD进行充电；在该过程中，假定信号采集点FD处电压变化量(充电结束后的电压与充电前的电压之差)为△V，因此在曝光采样阶段S3结束时信号采集点FD处的电压为V1+Vth+△V。

在输出阶段S4，选择模块4响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管Msf的第二极与图像处理器5之间导通，源跟随晶体管 Msf根据信号采集点FD处的电压输出相应的电流信号；其中，假定图像处理器5处所提供的预定重置电压为VSS，此时源跟随晶体管Msf的栅源电压为Vgs＝V1+Vth+△V-VSS，根据饱和驱动电流公式可得：

I＝K*(Vgs-Vth)²

＝K*(V1+Vth+△V-VSS-Vth)²

＝K*(V1+△V-VSS)²

其中，K为一个常量，由源跟随晶体管Msf的尺寸和电学特性所决定。通过上式可知，源跟随晶体管Msf输出的电流大小与第二电源端所提供的第二工作电压V1、图像处理器5处所提供的预定重置电压VSS、在曝光采样阶段S3时信号采集点FD的电压变化量△V相关，而与源跟随晶体管Msf的阈值电压Vth无关。所以，本公开所提供的像素感应电路可以克服源极跟随器晶体管由于自身差异所导致的输出电流不均一的问题。

作为一种可选实施方案，第一电源端和第二电源端为同一电源端，即V1等于VDD，此时可有效减少像素感应电路所需配置的电源端的数量。

图4为本公开实施例提供的另一种像素感应电路的电路结构示意图，如图4所示，该像素感应电路为基于图3所示像素感应电路的一种具体化实施方案。

作为一种可选实施方案，第一重置模块2包括：第一晶体管M1；第一晶体管M1的控制极与第一控制信号线CL1连接，第一晶体管M1 的第一极与第一电源端连接，第一晶体管M1的第二极与信号采集点 FD连接。

作为一种可选实施方案，阈值补偿模块3包括：第二晶体管M2、第三晶体管M3和电容；

其中，电容的第一端与信号采集点FD连接，电容的第二端与第二晶体管M2的第一极、第三晶体管M3的第一极连接；

第二晶体管M2的控制极与第一控制信号线CL1连接，第二晶体管M2的第二极与源跟随晶体管Msf的第二极连接；

第三晶体管M3的控制极与第二控制信号线CL2连接，第三晶体管M3的第二极与第二电源端连接。

作为一种可选实施方案，选择模块4包括：第四晶体管M4；

第四晶体管M4的控制极与第三控制信号线CL3连接，第四晶体管M4的第一极与源跟随晶体管Msf的第二极连接，第四晶体管M4 的第二极与图像处理器5连接。

在本公开中，第一晶体管M1～第四晶体管M4均作为开关管来使用。晶体管一般包括三个极：栅极、源极和漏极，晶体管中的源极和漏极在结构上是对称的，根据需要两者是可以互换的。在本公开中，控制极是指晶体管的栅极，第一极和第二极中的一者为源极，另一者为漏极。

此外，按照晶体管特性，可将晶体管分为N型晶体管和P型晶体管；当晶体管为N型晶体管时，其导通电压为高电平电压，截止电压为低电平电压；当晶体管为P型晶体管时，其导通电压为低电平电压，截止电压为高电平电压。本公开中的“有效电平状态”是指信号处于能够控制相应晶体管导通的电压状态，“非有效电平状态”是指信号能够控制相应晶体管截止的电压状态；因此，当晶体管为N型晶体管时，有效电平状态是指高电平状态，非有效电平状态是指低电平状态；当晶体管为P型晶体管时，有效电平状态是指低电平状态，非有效电平状态是指高电平状态。

下面以第一晶体管M1～第四晶体管M4、源跟随晶体管Msf均为 N型晶体管为例，进行示例性描述。其中，第一电源端提供的第一工作电压为VDD，第二电源端提供的第二工作电压为V1，图像处理器5 处所提供的预设重置电压为Vss。

下面将结合附图来对本实施例所提供的像素感应电路的工作过程进行详细描述。

图5为图4所示像素感应电路的工作时序图，如图5所示，像素感应电路的工作过程，包括如下四个阶段：重置阶段S1、阈值补偿阶段S2、曝光采样阶段S3和输出阶段S4。

在重置阶段S1，第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号处于高电平状态，第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号处于低电平状态，第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号处于高电平状态；此时，第一晶体管M1、第二晶体管M2和第四晶体管M4均导通，第三晶体管M3截止。

由于第一晶体管M1导通，因此第一工作电压可通过第一晶体管M1写入至信号采集点FD，以对信号采集点FD处的电压进行重置；与此同时，由于第二晶体管M2和第四晶体管M4导通，因此预设重置电压VSS可通过第四晶体管M4写入至第一节点N1(源跟随晶体管Msf 的第二极)，以及通过第四晶体管M4和第二晶体管M2写入至第二节点(电容的第二端)，从而对源跟随晶体管Msf的第二极以及电容进行重置。

在重置阶段S1结束时，信号采集点FD处的电压为VDD，第一节点N1处的电压为VSS，第二节点N2处的电压为VSS，电容两端的电压差为VDD-VSS。

在阈值补偿阶段S2时，其具体包括阈值电压获取子阶段S2_1 和补偿电压输出子阶段S2_2。

在阈值电压获取子阶段S2_1，第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号处于高电平状态，第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号处于低电平状态，第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号处于低电平状态；此时，第一晶体管M1和第二晶体管M2均导通，第三晶体管M3和第四晶体管M4均截止。

由于第四晶体管M4截止且第二晶体管M2导通，则从源跟随晶体管Msf第二极流出的电流开始对第一节点和第二节点进行充电，当第一节点和第二节点处的电压上升至VDD-Vth时，源跟随晶体管Msf 截止。

在阈值电压获取子阶段S2_1结束时，信号采集点FD处的电压为VDD，第一节点N1处的电压为VDD-Vth，第二节点N2处的电压为 VDD-Vth，电容两端的电压差为Vth。

在补偿电压输出子阶段S2_2，第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号处于低电平状态，第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号处于高电平状态，第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号处于低电平状态；此时，第一晶体管M1、第二晶体管M2和第四晶体管 M4均截止，第三晶体管M3导通。

由于第一晶体管M1截止，因此第一节点处于浮接(Floating) 状态。又由于第三晶体管M3导通，则第二电源端提供的第二工作电压V1通过第三晶体管M3写入至第二节点，第二节点的电压为V1，此时在电容的自举作用下(电容两端的电压差维持不变)，第一节点处的电压会从VDD跳变为V1+Vth。

在补偿电压输出子阶段S2_2结束时，信号采集点FD处的电压为V1+Vth，第一节点N1处的电压为VDD-Vth，第二节点N2处的电压为V1，电容两端的电压差为Vth。

在曝光采样阶段S3，第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号处于低电平状态，第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号处于高电平状态，第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号处于低电平状态；此时，第一晶体管M1、第二晶体管M2和第四晶体管M4均截止，第三晶体管M3导通。

由于第三晶体管M3导通，则第二节点N2处的电压维持为V1。光电转换模块1采集入射光并产生电荷，同时对信号采集点FD处进行充电。在该过程中，假定信号采集点FD处电压变化量(充电结束后的电压与充电前的电压之差)为△V。

在曝光采样阶段S3结束时，信号采集点FD处的电压为V1+Vth+ △V，第一节点N1处的电压为VDD-Vth，第二节点N2处的电压为V1。

在输出阶段S4时，第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号处于低电平状态，第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号处于低电平状态，第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号处于高电平状态；此时，第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3均截止，第四晶体管M4导通。

由于第四晶体管M4导通，因此第一节点N1处的电压再次变为 VSS；此时源跟随晶体管Msf的栅源电压为Vgs＝V1+Vth+△V-VSS，根据饱和驱动电流公式可得：

I＝K*(Vgs-Vth)²

＝K*(V1+Vth+△V-VSS-Vth)²

＝K*(V1+△V-VSS)²

其中，K为一个常量，由源跟随晶体管Msf的尺寸和电学特性所决定。通过上式可知，源跟随晶体管Msf输出的电流大小与第二电源端所提供的第二工作电压V1、图像处理器5处所提供的预定重置电压VSS、在曝光采样阶段S3时信号采集点FD的电压变化量△V相关，而与源跟随晶体管Msf的阈值电压Vth无关。所以，本公开所提供的像素感应电路可以克服源极跟随器晶体管由于自身差异所导致的输出电流不均一的问题。

需要说明的是，上述各晶体管均为N型晶体管的情况，仅为本公开中的一种优选方案，此时可采用一次晶体管制备工艺以同时制备上述各晶体管，该情况不会对本公开的技术方案产生限制。在本公开中，各晶体管还可选择性的替换为P型晶体管，具体情况此处不再详细说明。

图6为本公开实施例提供的又一种像素感应电路的电路结构示意图，如图6所示，该像素感应电路与前述各实施例所提供的像素感应电路的区别在于，在图6所示像素感应电路中不但包括光电转换模块1、第一重置模块2、阈值补偿模块3、选择模块4和源跟随晶体管Msf，还包括第二重置模块6。

其中，第二重置模块6与源跟随晶体管Msf的第二极、第四控制信号线CL4、第三电源端连接，第二重置模块6响应于第四控制信号线CL4所提供的第四控制信号的控制，用于将第三电源端提供的第三工作电压写入至源跟随晶体管Msf的第二极。

作为一种可选实施方案，第二重置模块6包括：第五晶体管M5；第五晶体管M5的控制极与第四控制信号线CL4连接，第五晶体管M5 的第一极与源跟随晶体管Msf的第二极连接，第五晶体管M5的第二极与第三电源端连接。

本实施例中，假定第三电源端提供的第三工作电压为VSS’。

图7为图6所示像素感应电路的工作时序图，如图7所示，该像素感应电路的工作过程同样包括如下四个阶段：重置阶段S1、阈值补偿阶段S2、曝光采样阶段S3和输出阶段S4。

在重置阶段S1时，第一控制信号线CL1所提供的第一控制信号处于高电平状态，第二控制信号线CL2所提供的第二控制信号处于低电平状态，第三控制信号线CL3所提供的第三控制信号处于低电平状态，第四控制信号线CL4所提供的第三控制信号处于高电平状态；此时，第一晶体管M1、第二晶体管M2和第五晶体管M5均导通，第三晶体管M3和第四晶体管M4均截止。

由于第一晶体管M1导通，因此第一工作电压可通过第一晶体管 M1写入至信号采集点FD，以对信号采集点FD处的电压进行重置；由于第五晶体管M5导通，则第三工作电压VSS’通过第五晶体管M5写入至第一节点，以对第一节点进行重置处理。

与前述实施例二中不同的是，由于第四晶体管M4截止，因此在重置阶段S1时从源跟随晶体管Msf的第二极所流出的电流不会流入至图像处理器5中，以防止图像处理器5出现误读取信号的问题。

在重置阶段S1时，第四控制信号线CL4所提供的第三控制信号由高电平状态切换至低电平状态。

本实施例中像素感应电路在阈值补偿阶段S2、曝光采样阶段S3 和输出阶段S4的工作过程，与前述各实施例提供的像素感应电路在阈值补偿阶段S2、曝光采样阶段S3和输出阶段S4的工作过程相同，此处不再详细描述。

图8为本公开实施例提供的一种像素感应电路的驱动方法的流程图，如图8所示，像素感应电路采用前述各实施例任一提供的像素感应电路，该驱动方法包括：

步骤S101、在重置阶段，第一重置模块响应于第一控制信号的控制，将第一工作电压写入至信号采集点；选择模块响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以供将图像处理器提供的预定重置电压写入至源跟随晶体管的第二极。

步骤S102、在阈值补偿阶段，选择模块响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间断开；阈值补偿模块响应于第一控制信号和第二控制信号的控制，获取源跟随晶体管的阈值电压并根据阈值电压生成补偿电压，且将补偿电压写入至信号采集点。

步骤S103、在曝光采样阶段，光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对信号采集点进行充电。

步骤S104、在输出阶段，源跟随晶体管根据信号采集点处的电压输出相应的电流信号；选择模块响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以将源跟随晶体管输出的电流信号传递至图像处理器。

对于上述步骤S101～步骤S104的具体描述可参见前述实施例中相应内容，此处不再赘述。

图9为本公开实施例提供的另一种像素感应电路的驱动方法的流程图，如图9所示，本实施例中的像素感应电路包括有第二重置模块，该像素感应电路的驱动方法包括：

步骤S201、在重置阶段，第一重置模块响应于第一控制信号的控制，将第一工作电压写入至信号采集点；第二重置模块响应于第四控制信号的控制，将第三工作电压写入至源跟随晶体管的第二极，选择模块响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间断开。

步骤S202、在阈值补偿阶段，阈值补偿模块响应于第一控制信号和第二控制信号的控制，获取源跟随晶体管的阈值电压并根据阈值电压生成补偿电压，且将补偿电压写入至信号采集点。

步骤S203、在曝光采样阶段，光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对信号采集点进行充电；

步骤S204、在输出阶段，源跟随晶体管根据信号采集点处的电压输出相应的电流信号；选择模块响应于第三控制信号的控制，将源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以将源跟随晶体管输出的电流信号传递至图像处理器。

对于上述步骤S201～步骤S204的具体描述可参见前述实施例中相应内容，此处不再赘述。

本公开实施例还提供了一种图像传感器，该图像传感器包括排列为阵列的多个像素单元，至少一个像素单元包括本公开任一实施例所提供的像素感应电路。

除了像素单元阵列之外，该图像传感器还可以包括行驱动电路、列驱动电路、放大电路、预处理电路等外围电路。像素单元阵列和外围电路例如可以通过半导体集成电路制备工艺(例如CMOS集成电路制备工艺)形成在硅衬底上，该硅衬底例如可以为单晶硅衬底或绝缘体上硅(SOI)衬底等。

本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括图像传感器，该图像传感器采用上述的图像传感器。该电子设备可以是数字照相机、移动电话、平板电脑、笔记本电脑等。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开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公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种像素感应电路，其特征在于，包括：光电转换模块、第一重置模块、阈值补偿模块、选择模块和源跟随晶体管；

其中，所述光电转换模块的输出端、所述第一重置模块、所述源跟随晶体管的控制极、所述阈值补偿模块连接于信号采集点；

光电转换模块，用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；

所述第一重置模块，与第一控制信号线、第一电源端连接，响应于所述第一控制信号线所提供的第一控制信号的控制，用于将第一电源端提供的第一工作电压写入至所述信号采集点；

所述阈值补偿模块，与所述源跟随晶体管的第二极、所述第一控制信号线、第二控制信号线和第二电源端连接，响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号线所提供的第二控制信号的控制，用于获取所述源跟随晶体管的阈值电压并根据所述阈值电压生成补偿电压，且将所述补偿电压写入至所述信号采集点；其中，所述补偿电压V0＝V1+Vth，V1为所述第二电源端提供的第二工作电压，Vth为所述阈值电压；

所述选择模块，与所述源跟随晶体管的第二极、第三控制信号线连接，响应于第三控制信号线所提供的第三控制信号的控制，用于控制所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间的通断；

所述源跟随晶体管，其第一极与所述第一电源端连接，用于根据所述信号采集点处的电压输出相应的电流信号。

2.根据权利要求1所述的像素感应电路，其特征在于，所述第一重置模块包括：第一晶体管；

所述第一晶体管的控制极与所述第一控制信号线连接，所述第一晶体管的第一极与所述第一电源端连接，所述第一晶体管的第二极与所述信号采集点连接。

3.根据权利要求1所述的像素感应电路，其特征在于，所述阈值补偿模块包括：第二晶体管、第三晶体管和电容；

其中，所述电容的第一端与所述信号采集点连接，所述电容的第二端与所述第二晶体管的第一极、所述第三晶体管的第一极连接；

所述第二晶体管的控制极与所述第一控制信号线连接，所述第二晶体管的第二极与所述源跟随晶体管的第二极连接；

所述第三晶体管的控制极与所述第二控制信号线连接，所述第三晶体管的第二极与所述第二电源端连接。

4.根据权利要求1所述的像素感应电路，其特征在于，所述选择模块包括：第四晶体管；

所述第四晶体管的控制极与所述第三控制信号线连接，所述第四晶体管的第一极与所述源跟随晶体管的第二极连接，所述第四晶体管的第二极与所述图像处理器连接。

5.根据权利要求1所述的像素感应电路，其特征在于，还包括：第二重置模块，所述第二重置模块与所述源跟随晶体管的第二极、第四控制信号线、第三电源端连接，响应于所述第四控制信号线所提供的第四控制信号的控制，用于将第三电源端提供的第三工作电压写入至源跟随晶体管的第二极。

6.根据权利要求5所述的像素感应电路，其特征在于，其特征在于，所述第二重置模块包括：第五晶体管；

所述第五晶体管的控制极与所述第四控制信号线连接，所述第五晶体管的第一极与所述源跟随晶体管的第二极连接，所述第五晶体管的第二极与所述第三电源端连接。

7.一种图像传感器，其特征在于，包括：权利要求1-6中任一所述的像素感应电路。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：如上述权利要求7所述的图像传感器。

9.一种像素感应电路的驱动方法，其特征在于，所述像素感应电路为上述权利要求1-6中任一所述像素感应电路，所述驱动方法包括：

在重置阶段，所述第一重置模块响应于所述第一控制信号的控制，将所述第一工作电压写入至所述信号采集点；所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以供将所述图像处理器提供的预定重置电压写入至所述源跟随晶体管的第二极；

在阈值补偿阶段，选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间断开；所述阈值补偿模块响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制，获取所述源跟随晶体管的阈值电压并根据所述阈值电压生成所述补偿电压，且将所述补偿电压写入至所述信号采集点；

在曝光采样阶段，所述光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；

在输出阶段，所述源跟随晶体管根据所述信号采集点处的电压输出相应的电流信号；所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以将所述源跟随晶体管输出的电流信号传递至所述图像处理器。

10.一种像素感应电路的驱动方法，其特征在于，所述像素感应电路为上述权利要求5或6中所述像素感应电路，所述驱动方法包括：

在重置阶段，所述第一重置模块响应于所述第一控制信号的控制，将所述第一工作电压写入至所述信号采集点；所述第二重置模块响应于第四控制信号的控制，将所述第三工作电压写入至所述源跟随晶体管的第二极，所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间断开；

在阈值补偿阶段，所述阈值补偿模块响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号的控制，获取所述源跟随晶体管的阈值电压并根据所述阈值电压生成所述补偿电压，且将所述补偿电压写入至所述信号采集点；

在曝光采样阶段，所述光电转换模块采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；

在输出阶段，所述源跟随晶体管根据所述信号采集点处的电压输出相应的电流信号；所述选择模块响应于所述第三控制信号的控制，将所述源跟随晶体管的第二极与图像处理器之间导通，以将所述源跟随晶体管输出的电流信号传递至所述图像处理器。

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