CN110262300B - 图像传感器及操作图像传感器中的升压器电路的方法 - Google Patents

图像传感器及操作图像传感器中的升压器电路的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种图像传感器及操作成像传感器中的升压器电路的方法，所述图像传感器可包括成像像素阵列以及向所述成像像素阵列提供控制信号的行控制电路。为了使得所述行控制电路能够向具有大于电源电压的电压的所述成像像素阵列提供控制信号，所述行控制电路可包括电压升压器电路。所述电压升压器电路可包括两个放大器，并且可以以三种不同模式操作。在第一模式中，仅所述第二放大器可被启用，并且输出电压可在0V和2.0V之间。在第二模式中，所述第一放大器和所述第二放大器均可被启用，并且所述输出电压可在2.0V和2.8V之间。在第三模式中，仅所述第一放大器可被启用，并且所述输出电压可在2.8V和4.0V之间。

Description

图像传感器及操作图像传感器中的升压器电路的方法
技术领域
本发明整体涉及图像传感器，并且更具体地讲，涉及具有控制信号的图像传感器及操作成像传感器中的升压器电路的方法。
背景技术
图像传感器常在电子设备，诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型布置中，具有图像传感器的电子设备设置有被布置成像素行和像素列的图像传感器像素阵列。列感测电路通常耦接到每个像素列以便从图像像素读出图像信号。行控制电路通常耦接到每个像素行以用于控制图像像素的操作。然而，常规行控制电路可能缺乏提供具有期望电压的控制信号的能力。
因此，期望能够提供具有升压控制信号的成像系统。
发明内容
根据第一方面，提供一种图像传感器，包括成像像素阵列和行控制电路，其中，所述行控制电路包括升压器电路，并且所述升压器电路包括：第一放大器，所述第一放大器具有第一输入端和第二输入端以及第一输出端；第一开关，所述第一开关插置在所述第一输出端和输出节点之间；第二放大器，所述第二放大器具有第三输入端和第四输入端以及第二输出端；第二开关，所述第二开关插置在所述第二输出端和所述输出节点之间；和第三开关，所述第三开关插置在所述第二输出端和所述第一开关之间。
根据第二方面，提供一种图像传感器，包括：成像像素阵列；列控制和读出电路；和行控制电路，其中，所述行控制电路包括升压器电路，所述升压器电路被配置为在第一模式下输出介于地电压和高于所述地电压的第一电压之间的电压，在第二模式下输出介于所述第一电压和高于所述第一电压的电源电压之间的电压，并且在第三模式下输出介于所述电源电压和高于所述电源电压的第二电压之间的电压。
根据第三方面，提供一种操作成像传感器中的升压器电路的方法，其中，所述升压器电路包括具有接收第一参考电压的第一输入端的第一放大器，具有接收第二参考电压的第二输入端的第二放大器，插置在所述第一放大器和输出节点之间的第一开关，以及插置在所述第二放大器和所述输出节点之间的第二开关，所述方法包括：在所述第二放大器被启用、所述第一开关断开并且所述第二开关闭合时，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压；以及在所述第一放大器被启用、所述第一开关闭合并且所述第二开关断开时，将所述输出节点升压到与所述第一参考电压和所述第二参考电压的总和相等的总输出电压。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的示例性电子设备的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方案的图像传感器中的示例性图像像素阵列的示意图，该图像传感器由具有电压升压器控制电路的行控制电路控制。
图3是根据本发明的一个实施方案的图2中所示类型的示例性升压器电路的电路图。
图4是根据本发明的一个实施方案的用于以第一操作模式操作图3中所示类型的升压器电路的示例性方法步骤的示意图。
图5是根据本发明的一个实施方案的用于以第二操作模式操作图3中所示类型的升压器电路的示例性方法步骤的示意图。
图6是根据本发明的一个实施方案的用于以第三操作模式操作图3中所示类型的升压器电路的示例性方法步骤的示意图。
图7是根据本发明的一个实施方案的示出用于图3中所示类型的升压器电路的示例性操作模式的状态图。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及图像传感器，并且更具体地讲，涉及图像传感器内的升压器电路。本领域的技术人员应当理解，本发明的示例性实施方案可在缺少一些或所有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本发明的实施方案，未详细描述众所周知的操作。
图1是根据本发明的一个实施方案的示例性电子设备的示意图。如图1所示，成像系统10可以是便携式成像系统，诸如相机、机动车成像系统、移动电话、摄像机、视频监控系统或任何其他所需的捕获数字图像数据的成像设备。系统10可包括相机模块12，该相机模块12用于将入射光转换成数字图像数据。相机模块12可包含透镜阵列14和对应的图像传感器阵列16。透镜阵列14和图像传感器阵列16可被安装在共用包装件内，而且可向处理电路18提供图像数据。图像传感器阵列16可包括一个或多个图像传感器，并且透镜阵列14可包括一个或多个对应透镜。
处理电路18可包含一个或多个集成电路(例如，图像处理电路、微处理器、存储装置如随机存取存储器和非易失性存储器，等等)，而且可采用与相机模块12分开和/或构成相机模块12的一部分的部件实施(例如，这些部件为电路，这种电路构成包含图像传感器阵列16的集成电路的一部分，或者构成相机模块12内与图像传感器阵列16相关的集成电路的一部分)。如果需要，可使用处理电路18进一步处理并且存储被相机模块12捕获和处理的图像数据。如果需要，已处理图像数据可使用耦接至处理电路18的有线和/或无线通信路径提供给外部设备(如，计算机或其他设备)。
图像传感器阵列16可包含各个图像传感器的阵列，其被配置为通过为每个图像传感器提供滤色器来接收给定颜色的光。用于图像传感器中的图像传感器像素阵列的滤色器可例如为红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器。每个滤色器可覆盖相应图像传感器像素阵列的图像传感器像素。还可使用其他滤色器，诸如白色滤色器、双带IR截止滤色器(例如，允许透过可见光和某个范围的红外光的滤色器)等。
图2是具有带有电压升压能力的行控制电路的图像传感器中的示例性图像像素阵列的示意图。术语“升压”及其派生词在本文中有时可用于表示低于接地参考或高于工作电压电源的电压或电压的生成。作为示例，升压电路可能产生高于工作电压电源的电压。在一些示例中，升压电路可能产生在包括大于电源电压并且低于电源电压(例如，0V-4.0V)的电压的范围内的电压。具有电压升压能力的行控制电路示于图2中。如图2所示，图像传感器(例如，图1的图像传感器16)可包括具有多个像素201(本文有时称为图像像素201、成像像素201或图像传感器像素201)的像素阵列202以及耦接到图像像素阵列202的行控制电路204。行控制电路204可通过对应的行控制线203向像素201提供像素控制信号(例如，行选择信号、像素复位信号、电荷转移信号等)以控制使用阵列202中的图像传感器像素对图像的捕获和读出。
行控制电路204可包括电压升压器电路206(本文有时称为电压升压电路206、升压电路206或升压器电路206)，以用于提供在控制电路204处生成的具有升压电压幅值的像素控制信号。图像传感器16还可包括列控制和读出电路212以及控制和处理电路208，该控制和处理电路耦接到行控制电路204和列电路212。列控制电路212可经由多个列线211(例如，阵列202中的每列像素201)耦接到阵列202。对应的模数转换器(ADC)214和列放大器216可插置在每个列线211上以便放大由阵列202捕获的模拟信号并且将所捕获的模拟信号转换为对应的数字像素数据。列控制和读出电路212可耦接到外部硬件，诸如处理电路。列控制和读出电路212可基于从控制和处理电路208接收到的信号来执行列读出。列控制和读出电路212可包括列ADC电路214和列放大器216。
实际上，有时可能期望以升压电压幅值向阵列202提供像素控制信号。如果需要，升压器电路206可提供在行控制电路204处生成的具有期望电压升压的信号(例如，像素控制信号)，以生成对应的升压信号(例如，升压行控制信号，诸如升压电荷转移信号、升压行选择信号、升压复位信号等)。例如，系统可具有2.8V的供电电压，该供电电压然后可升压到高达4.0V，以便具有比供电电压更大的电压幅值。升压器电路还可能输出电压幅值小于供电电压的控制信号。例如，对于2.8V的供电电压(VAAPIX)，升压器电路可输出0V和4.0V之间的控制信号。
来自升压器电路206的信号(本文有时称为升压器信号)可以被提供给每行图像像素阵列202的控制电路。有时，由控制电路生成的信号具有比供电电压更大的幅值可能是有用的(例如，因为它增加了像素的动态范围)。通过增加像素的动态范围，可在某些条件下增加图像质量，诸如当在低光环境中捕获图像时。其他行信号，诸如电荷转移信号(其被提供给转移晶体管)或增益选择信号(其被提供给耦接到对应的双转换增益电容器的增益选择晶体管)，可由升压器电路在地和电源电压(例如，在0V和2.8V之间)之间的电平下输出。
放大器216可被配置为从像素阵列202接收模拟信号(例如，模拟复位或图像电平信号)并且放大模拟信号。模拟信号可包括来自单列像素或来自多列像素的数据，具体取决于应用。ADC 214可从放大器216接收放大的模拟信号，并且在生成数字数据之前对模拟信号执行模数转换操作。数字数据可传输到列控制和读出电路212以便处理和读出。
可包括在图像传感器16中的升压器电路206示于图3中。如图3所示，升压器电路206包括耦接在电源电压(VAAPIX)和节点328之间的第一开关302(SW1)。节点328耦接到开关310(SW5)并且耦接到电容器322(CBST)。开关308(SW4)耦接在开关310(通过节点330)和电容器324(CFB)(通过节点332)之间。开关312(SW4’)耦接在参考电压(VREF_FINE)和节点332之间。开关310通过节点334耦接在节点330和电容器326(CLOAD)之间。开关314(SW6)耦接在地和节点336之间。节点336耦接到电容器324并且耦接到放大器318(例如，运算跨导放大器)的输入端。放大器318(OTA1)具有第一输入端和第二输入端。放大器318的第一输入端可耦接到参考电压(VREF-)，而放大器318的第二输入端可耦接到节点336(BOOST_FDBK)。放大器318的输出端(AMPOUT)耦接到耦接在电容器322和开关306之间的节点338。开关306(SW3)耦接在节点338和地之间。
开关304(SW2)可耦接到节点328和电容器322。开关304还可耦接到放大器320(例如，运算跨导放大器)的输出(VBUFOUT)。放大器320(OTA2)具有第一输入端和第二输入端。放大器320的第一输入端可耦接到参考电压(VREFBUF)，而放大器320的第二输入端可耦接到放大器的输出(VBUFOUT)。开关316(SW5’)可耦接在放大器320的输出端和电容器326(CLOAD)之间。
每个开关可任选地断开(例如，关断，从而使开关定位在其之间的部件断开连接)或闭合(例如，接通，从而连接开关定位在其之间的部件)。尽管未在图3中明确标记，但每个开关可具有任选地连接或断开连接的相应的第一端子和第二端子。图3中的一些开关的控制可以是相关的。例如，开关310(SW5)和开关316(SW5’)中的正好一个可在给定时间闭合。换句话讲，如果开关310闭合，则开关316断开，并且如果开关310断开，则开关316闭合。类似地，开关308(SW4)和开关312(SW4’)中的正好一个可在给定时间闭合。换句话讲，如果开关308闭合，则开关312断开，并且如果开关308断开，则开关312闭合。开关306和314可处于相同位置。例如，如果开关306断开，则开关314断开，并且如果开关306闭合，则开关314闭合。
在操作期间，升压器电路206可用于提供期望的输出电压(VBOOST)。作为示例，输出电压VBOOST可被提供给开关阵列，该开关阵列向图像传感器中的成像像素提供控制信号。可能期望升压器电路能够输出在0V(例如，地电压)和4.0V(例如，大于电源电压的电压)之间的范围内可控制的电压。升压器电路206可具有三种操作模式，以使得能够输出0V和4.0V之间的电压。在第一操作模式中，仅放大器320(OTA2)被启用，并且输出电压VBOOST在0V和2.0V之间。在第二操作模式中，放大器318(OTA1)和320(OTA2)被启用，并且输出电压VBOOST在2.0V和2.8V之间。在第三操作模式中，仅放大器318(OTA1)被启用，并且输出电压VBOOST在2.8V和4.0V之间。因此，升压器电路206可使用三种操作模式来提供0V和4.0V之间的任何期望输出电压。
首先，将描述升压器电路以第一操作模式的操作。在第一操作模式期间，放大器320(OTA2)可被启用，而放大器318(OTA1)可被禁用。在第一操作模式中，开关316(SW5’)被连接，并且开关310(SW5)断开连接。其他开关(302、304、306、308、312和314)的状态可以不影响升压器电路以第一模式的操作(意味着它们可以是断开的或闭合的)。然而，可能期望关断开关304(SW2)以避免VBUFOUT上的不必要负载。将参考电压(VREFBUF)提供给放大器320的第一输入端。放大器320的输出(VBUFOUT)将等于输入电压VREFBUF。由于开关316闭合，VBOOST(输出电压)将等于VBUFOUT。因此，VBOOST＝VREFBUF和VREFBUF可被控制在0V和2.0V之间，使得输出电压VBOOST具有0V和2.0V之间的期望值。
接下来，考虑升压器电路以第三操作模式的操作，其中放大器318(OTA1)被启用并且放大器320(OTA2)被禁用。在第三操作模式中，可首先完成预充电阶段。在预充电阶段期间，开关302、306、308、310和314可被接通。开关304、312和316可被关断。因为开关302(SW1)被接通，所以将电源电压(VAAPIX)提供给电容器322。开关306(SW3)将电容器322耦接到地，因此在预充电阶段期间，电容器322耦接在VAAPIX和地之间。因为开关302(SW1)和308(SW4)被连接，所以来自SW1的电源电压被提供给电容器324。开关314(SW6)将电容器324(和BOOST_FDBK)耦接到地，因此在预充电阶段期间，电容器324耦接在VAAPIX和地之间。因为开关302(SW1)和310(SW5)被连接，所以来自SW1的电源电压被提供给电容器326。电容器326也耦接到地，因此在预充电阶段期间，电容器326耦接在VAAPIX和地之间。在预充电阶段期间，节点338处的AMPOUT处于地，并且节点332处的AGND_VREF_NODE处于VAAPIX。
接下来，可进行升压阶段。在升压阶段期间，开关302(SW1)、306(SW3)和314(SW6)可断开，而开关308(SW4)和310(SW5)可保持闭合。这使得放大器318的输出(AMPOUT)变得等于参考电压VREF。AGND_REF_NODE和VBOOST然后变得等于VREF和VAAPIX的总和(例如，VBOOST＝VREF+VAAPIX)。因此，当VAAPIX为例如2.8V时，VREF可被控制在0V和1.2V之间，以导致VBOOST介于2.8V和4.0V之间。
在替代实施方案中，在预充电阶段期间，SW4断开连接，并且SW4’被连接。这导致AGND_VREF_NODE被预充电到参考电压VREF FINE。在升压阶段之后，VBOOST然后将等于VREF_FINE加上VREF。这允许升压器电路206输出与第三模式中的电源电压VAAPIX无关的电压(VBOOST)。
最终，考虑升压器电路以第二操作模式的操作，其中放大器318(OTA1)和放大器320(OTA2)被启用。在第二操作模式中，可首先完成预充电阶段。在预充电阶段期间，开关304、306、308、314和316可被接通。开关302、312和310可被关断。因为开关304(SW2)被接通，所以将来自放大器320的输出(VBUFOUT)提供给电容器322。开关306(SW3)将电容器322耦接到地，因此在预充电阶段期间，电容器322耦接在VBUFOUT和地之间。因为开关304(SW2)和308(SW4)被连接，所以VBUFOUT被提供给电容器324。开关314(SW6)将电容器324(和BOOST_FDBK)耦接到地，因此在预充电阶段期间，电容器324耦接在VBUFOUT和地之间。因为开关316(SW5’)被连接，所以VBUFOUT被提供给电容器326。电容器326也耦接到地，因此在预充电阶段期间，电容器326耦接在VBUFOUT和地之间。在预充电阶段期间，节点338处的AMPOUT处于地(例如，0V)，并且节点332处的AGND_VREF_NODE处于VBUFOUT。因为OTA2被启用，所以VBUFOUT等于VREFBUF。作为示例，VREFBUF(以及因此VBUFOUT)可在第二模式期间设置为2.0V。
接下来，可进行升压阶段。在升压阶段期间，开关316(SW5’)可被断开，而开关306(SW3)、314(SW6)和310(SW5)可被闭合。这使得放大器318的输出(AMPOUT)变得等于VREF。AGND_REF_NODE和VBOOST然后变得等于VREF与VBUFOUT相加(例如，VBOOST＝VREF+VBUFOUT)。因此，当VBUFOUT为例如2.0V时，VREF可被控制在0V和0.8V之间，以导致VBOOST为2.0V和2.8V之间的输出。
总而言之，图3的升压器电路可利用单个电路支持0V和4.0V之间的输出电压范围。第一模式可支持0V和2.0V之间的输出电压范围，第二模式可支持2.0V和2.8V之间的输出电压范围，并且第三模式可支持2.8V和4.0V之间的输出电压范围。
示于图3中的开关可具有任何期望结构。例如，可使用物理地连接两个端子或使两个端子断开连接的开关(例如，单极单投开关)。作为另外一种选择，形成在半导体中的晶体管可用于接通或关断电路中的信号流。这些示例仅仅是示例性的，并且电路中的每个开关可具有任何期望的相应结构。
图4是用于以第一模式操作升压器电路206的示例性方法步骤的示意图。在步骤402处，放大器320(OTA2)被启用。在步骤404处，放大器318(OTA1)被禁用。接下来，在步骤406处，开关316(SW5’)被连接，并且开关310(SW5)断开连接。最终，在步骤408处，到放大器320的第一输入(VREFBUF)被设置为期望值(例如，在0V和2.0V之间)。这导致VBUFOUT和VBOOST等于VREFBUF。
图5是用于以第二模式操作升压器电路206的示例性方法步骤的示意图。在步骤502处，放大器318(OTA1)被启用。在步骤504处，放大器320(OTA2)被启用。接下来，在步骤506处，执行预充电阶段。在预充电阶段期间，开关304(SW2)、306(SW3)、308(SW4)、316(SW5’)和314(SW6)被连接，而开关302(SW1)、312(SW4’)和310(SW5)断开连接。这将电容器322(CBST)、324(CFB)和326(CLOAD)充电到VBUFOUT(其等于VREFBUF)。然后，在预充电阶段完成之后，可在步骤508处执行升压阶段。在升压阶段期间，开关310(SW5)被连接，而开关306(SW3)、314(SW6)和316(SW5’)断开连接。这使得VBOOST增加等于VREF的量。总输出电压VBOOST因此等于VBOOST预充电量(VREFBUF)加上VREF。
图6是用于以第二模式操作升压器电路206的示例性方法步骤的示意图。在步骤602处，放大器318(OTA1)被启用。在步骤604处，放大器320(OTA2)被禁用。接下来，在步骤606处，执行预充电阶段。在预充电阶段期间，开关302(SW1)、306(SW3)、308(SW4)、310(SW5)和314(SW6)被连接，而开关304(SW2)、312(SW4’)和316(SW5’)断开连接。这将电容器322(CBST)、324(CFB)和326(CLOAD)充电到VAAPIX。然后，在预充电阶段完成之后，可在步骤608处执行升压阶段。在升压阶段期间，开关310(SW5)和308(SW4)保持连接，而开关306(SW3)、314(SW6)和302(SW1)断开连接。这使得VBOOST增加等于VREF的量。总输出电压VBOOST因此等于VBOOST预充电量(VAAPIX)加上VREF。
应当注意，图4至图6中示出的步骤的顺序仅为示例性的。如果需要，某些步骤(例如，启用/禁用OTA1/OTA2)的顺序可在该方法中的不同点处切换或执行。
示出了用于升压器电路206的示例性操作模式的状态图示于图7中。当以第一操作模式702操作时，升压器电路可输出0V和2.0V之间的电压。升压器电路可使用OTA2来输出等于VREFBUF的电压(VBOOST)。当以第二操作模式704操作时，升压器电路可输出2.0V和2.8V之间的电压。升压器电路可使用OTA1和OTA2来输出等于VREFBUF加上VREF的电压(VBOOST)。VREFBUF和VREF可被独立地控制，使得总输出VBOOST是在2.0V和2.8V之间的期望电压。当以第三操作模式706操作时，升压器电路可输出2.8V和4.0V之间的电压。升压器电路可使用OTA1来输出等于VAAPIX加上VREF的电压(VBOOST)。VREF可被控制，使得总输出VBOOST是在2.8V和4.0V之间的期望电压。升压器电路206可基于期望输出电压的幅值在第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式之间切换。
应当注意，本文包括的电压的示例(例如，VAAPIX是2.8V，VREFUB是2.0V等)仅仅是示例性的。一般来讲，本文所述的每个参考电压和供电电压可以是任何期望电压。
在各种实施方案中，图像传感器可包括成像像素阵列以及包括升压器电路的行控制电路。升压器电路可包括具有第一输入端和第二输入端以及第一输出端的第一放大器；插置在第一输出端和输出节点之间的第一开关；具有第三输入端和第四输入端以及第二输出端的第二放大器；插置在第二输出端和输出节点之间的第二开关；以及插置在第二输出端和第一开关之间的第三开关。
升压器电路还可包括插置在电源电压和第一开关之间的第四开关。第一参考电压可耦接到第一放大器的第一输入端，并且第二参考电压可耦接到第二放大器的第三输入端。升压器电路可被配置为以第一模式操作，其中第二开关闭合，第一开关断开，并且输出节点处的输出电压等于第二参考电压。升压器电路可被配置为以第二模式操作，其中输出电压等于第一参考电压和第二参考电压的总和。升压器电路可被配置为以第三模式操作，其中第一开关闭合，第二开关断开，并且输出节点处的输出电压等于电源电压和第一参考电压的总和。
第一放大器的第一输出端可耦接到第一节点，并且升压器电路还可包括插置在第一节点和地之间的第五开关，以及插置在第一节点和第一开关之间的第一电容器。升压器电路还可包括耦接到第一放大器的第二输入端的第二节点，耦接在第二节点和地之间的第六开关，以及耦接到第二节点的第二电容器。升压器电路还可包括耦接在第二电容器和第一开关之间的第七开关。第二放大器的第二输出端可耦接到第二放大器的第四输入端。升压器电路还可包括插置在第二电容器和第七开关之间的第三节点，以及耦接在第三节点和第三参考电压之间的第八开关。
在各种实施方案中，图像传感器可包括成像像素阵列、列控制和读出电路、以及行控制电路。行控制电路可包括升压器电路，该升压器电路被配置为输出电压，该电压介于地电压和在第一模式中高于地电压的第一电压之间，介于第一电压和在第二模式中高于第一电压的电源电压之间，以及介于电源电压和在第三模式中高于电源电压的第二电压之间。
升压器电路可包括第一放大器和第二放大器。第二放大器在第一模式中可被启用，并且第一放大器在第一模式中可被禁用。第一放大器和第二放大器在第二模式中均可被启用。第一放大器在第三模式中可被启用，并且第二放大器在第三模式中可被禁用。
在各种实施方案中，操作成像传感器中的升压器电路的方法，该升压器电路包括具有接收第一参考电压的第一输入端的第一放大器，具有接收第二参考电压的第二输入端的第二放大器，插置在第一放大器和输出节点之间的第一开关，以及插置在第二放大器和输出节点之间的第二开关，该方法可包括在第二放大器被启用，第一开关断开并且第二开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压；以及在第一放大器被启用，第一开关闭合并且第二开关断开时将输出节点升压到等于第一参考电压和第二参考电压的总和的总输出电压。
升压器电路还可包括插置在第二放大器的输出端和第一开关之间的第三开关，并且将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第三开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压。第一放大器可具有第二输入端，升压器电路还可包括插置在第一放大器的第二输入端和第四开关之间的电容器，第四开关可被插置在电容器和第一开关之间，并且将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第四开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压。升压器电路可包括插置在第一放大器的输出端和地之间的第五开关，将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第五开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压，并且将输出节点升压到总输出电压可包括在第五开关断开时将输出节点升压到总输出电压。升压器电路可包括插置在第一放大器的第二输入端和地之间的第六开关，将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第六开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压，并且将输出节点升压到总输出电压可包括在第六开关断开时将输出节点升压到总输出电压。
根据一个实施方案，图像传感器可包括成像像素阵列以及包括升压器电路的行控制电路。升压器电路可包括具有第一输入端和第二输入端以及第一输出端的第一放大器；插置在第一输出端和输出节点之间的第一开关；具有第三输入端和第四输入端以及第二输出端的第二放大器；插置在第二输出端和输出节点之间的第二开关；以及插置在第二输出端和第一开关之间的第三开关。
根据另一个实施方案，升压器电路还可包括插置在电源电压和第一开关之间的第四开关。
根据另一个实施方案，第一参考电压可耦接到第一放大器的第一输入端，并且第二参考电压可耦接到第二放大器的第三输入端。
根据另一个实施方案，升压器电路可被配置为以第一模式操作，其中第二开关闭合，第一开关断开，并且输出节点处的输出电压等于第二参考电压。
根据另一个实施方案，升压器电路可被配置为以第二模式操作，其中输出电压等于第一参考电压和第二参考电压的总和。
根据另一个实施方案，升压器电路可被配置为以第三模式操作，其中第一开关闭合，第二开关断开，并且输出节点处的输出电压等于电源电压和第一参考电压的总和。
根据另一个实施方案，第一放大器的第一输出端耦接到第一节点，并且升压器电路还可包括插置在第一节点和地之间的第五开关，以及插置在第一节点和第一开关之间的第一电容器。
根据另一个实施方案，升压器电路还可包括耦接到第一放大器的第二输入端的第二节点，耦接在第二节点和地之间的第六开关，以及耦接到第二节点的第二电容器。
根据另一个实施方案，升压器电路还可包括耦接在第二电容器和第一开关之间的第七开关。
根据另一个实施方案，第二放大器的第二输出端耦接到第二放大器的第四输入端。
根据另一个实施方案，升压器电路还可包括插置在第二电容器和第七开关之间的第三节点，以及耦接在第三节点和第三参考电压之间的第八开关。
根据一个实施方案，图像传感器可包括成像像素阵列、列控制和读出电路、以及行控制电路。行控制电路可包括升压器电路，该升压器电路被配置为输出电压，该电压介于地电压和在第一模式中高于地电压的第一电压之间，介于第一电压和在第二模式中高于第一电压的电源电压之间，以及介于电源电压和在第三模式中高于电源电压的第二电压之间。
根据另一个实施方案，升压器电路可包括第一放大器和第二放大器，第二放大器在第一模式中可被启用，并且第一放大器在第一模式中可被禁用。
根据另一个实施方案，第一放大器和第二放大器在第二模式中均可被启用。
根据另一个实施方案，第一放大器在第三模式中可被启用，并且第二放大器在第三模式中可被禁用。
根据一个实施方案，操作成像传感器中的升压器电路的方法，该升压器电路包括具有接收第一参考电压的第一输入端的第一放大器，具有接收第二参考电压的第二输入端的第二放大器，插置在第一放大器和输出节点之间的第一开关，以及插置在第二放大器和输出节点之间的第二开关，该方法可包括在第二放大器被启用，第一开关断开并且第二开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压；以及在第一放大器被启用，第一开关闭合并且第二开关断开时将输出节点升压到等于第一参考电压和第二参考电压的总和的总输出电压。
根据另一个实施方案，升压器电路还可包括插置在第二放大器的输出端和第一开关之间的第三开关，并且将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第三开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压。
根据另一个实施方案，第一放大器可具有第二输入端，升压器电路还包括插置在第一放大器的第二输入端和第四开关之间的电容器，第四开关可被插置在电容器和第一开关之间，并且将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第四开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压。
根据另一个实施方案，升压器电路可包括插置在第一放大器的输出端和地之间的第五开关，将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第五开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压，并且将输出节点升压到总输出电压可包括在第五开关断开时将输出节点升压到总输出电压。
根据另一个实施方案，升压器电路可包括插置在第一放大器的第二输入端和地之间的第六开关，将输出节点预充电到第二参考电压可包括在第六开关闭合时将输出节点预充电到第二参考电压，并且将输出节点升压到总输出电压可包括在第六开关断开时将输出节点升压到总输出电压。
前述内容仅是对本发明原理的示例性说明，因此本领域技术人员可以在不脱离本发明的实质和范围的前提下进行多种修改。上述实施方案可单独实施或以任意组合方式实施。

Claims (10)

1.一种图像传感器，包括成像像素阵列和行控制电路，其中，所述行控制电路包括升压器电路，并且所述升压器电路包括：
第一放大器，所述第一放大器具有第一输入端和第二输入端以及第一输出端；
第一开关，所述第一开关插置在所述第一输出端和输出节点之间；
第二放大器，所述第二放大器具有第三输入端和第四输入端以及第二输出端；
第二开关，所述第二开关插置在所述第二输出端和所述输出节点之间；和
第三开关，所述第三开关插置在所述第二输出端和所述第一开关之间。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述升压器电路还包括：
第四开关，所述第四开关插置在电源电压和所述第一开关之间。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，第一参考电压耦接到所述第一放大器的所述第一输入端，并且其中第二参考电压耦接到所述第二放大器的所述第三输入端。
4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述升压器电路被配置为以第一模式操作，在第一模式下，所述第二开关闭合，所述第一开关断开，并且所述输出节点处的输出电压等于所述第二参考电压；
其中，所述升压器电路被配置为以第二模式操作，在第二模式下，所述输出电压等于所述第一参考电压和所述第二参考电压的总和；并且
其中，所述升压器电路被配置为以第三模式操作，在第三模式下，所述第一开关闭合，所述第二开关断开，并且所述输出节点处的所述输出电压等于所述电源电压和所述第一参考电压的总和。
5.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述第一放大器的所述第一输出端耦接到第一节点，并且其中，所述升压器电路还包括：
第五开关，所述第五开关插置在所述第一节点和地之间；和
第一电容器，所述第一电容器插置在所述第一节点和所述第一开关之间。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述升压器电路还包括：
第二节点，所述第二节点耦接到所述第一放大器的所述第二输入端；
第六开关，所述第六开关耦接在所述第二节点和地之间；和
第二电容器，所述第二电容器耦接到所述第二节点。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述升压器电路还包括：
第七开关，所述第七开关耦接在所述第二电容器和所述第一开关之间，其中，所述第二放大器的所述第二输出端耦接到所述第二放大器的所述第四输入端。
8.一种图像传感器，包括：
成像像素阵列；
列控制和读出电路；和
行控制电路，其中，所述行控制电路包括升压器电路，所述升压器电路被配置为在第一模式下输出介于地电压和高于所述地电压的第一电压之间的电压，在第二模式下输出介于所述第一电压和高于所述第一电压的电源电压之间的电压，并且在第三模式下输出介于所述电源电压和高于所述电源电压的第二电压之间的电压。
9.一种操作成像传感器中的升压器电路的方法，其中，所述升压器电路包括具有接收第一参考电压的第一输入端的第一放大器，具有接收第二参考电压的第二输入端的第二放大器，插置在所述第一放大器和输出节点之间的第一开关，以及插置在所述第二放大器和所述输出节点之间的第二开关，所述方法包括：
在所述第二放大器被启用、所述第一开关断开并且所述第二开关闭合时，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压；以及
在所述第一放大器被启用、所述第一开关闭合并且所述第二开关断开时，将所述输出节点升压到与所述第一参考电压和所述第二参考电压的总和相等的总输出电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述升压器电路还包括插置在所述第二放大器的输出端和所述第一开关之间的第三开关，其中，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压包括：在所述第三开关闭合时，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压，
其中，所述第一放大器具有第二输入端，其中，所述升压器电路还包括插置在所述第一放大器的所述第二输入端和第四开关之间的电容器，其中所述第四开关插置在所述电容器和所述第一开关之间，其中，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压包括：在所述第四开关闭合时，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压，
其中，所述升压器电路还包括插置在所述第一放大器的输出端和地之间的第五开关，其中，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压包括：在所述第五开关闭合时，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压，其中，将所述输出节点升压到所述总输出电压包括：在所述第五开关断开时，将所述输出节点升压到所述总输出电压，
其中，所述升压器电路还包括插置在所述第一放大器的所述第二输入端和地之间的第六开关，其中，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压包括：在所述第六开关闭合时，将所述输出节点预充电到所述第二参考电压，并且其中，将所述输出节点升压到所述总输出电压包括：在所述第六开关断开时，将所述输出节点升压到所述总输出电压。
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