CN110741629A - 像素单元和图像传感器 - Google Patents

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CN110741629A CN201880036761.9A CN201880036761A CN110741629A CN 110741629 A CN110741629 A CN 110741629A CN 201880036761 A CN201880036761 A CN 201880036761A CN 110741629 A CN110741629 A CN 110741629A
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Abstract

提供一种像素单元和图像传感器。该像素单元包括光电转换器件；传输管；复位管；第一源极跟随器和第二源极跟随器，第一源极跟随器和第二源极跟随器的栅极均与传输管和复位管之间的浮置扩散区电连接，第一源极跟随器和第二源极跟随器的源极均通过选通管与行选择线相连；开关器件，与第二源极跟随器相连，当开关器件导通时，第二源极跟随器与第一源极跟随器同时工作；当开关器件断开时，第一源极跟随器工作，第二源极跟随器不工作。本申请可以根据实际需要，在像素单元的源极跟随器的尺寸和浮置扩散区的电荷/电压增益之间进行权衡，从而有效控制像素单元输出的图像信号的信噪比。

Description

像素单元和图像传感器
版权申明
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
技术领域
本申请涉及图像信号处理领域，并且更为具体地，涉及一种像素单元和图像传感器。
背景技术
目前，很多领域都需要采集图像信息，如消费电子领域，安防监控领域，工业自动化领域，人工智能领域以及物联网领域。因此，图像传感器被广泛应用于各个领域。
图像传感器通常由多个像素单元组成。像素单元输出的图像信号的信噪比是像素单元的一项重要指标。像素单元输出的图像信号的信噪比并不稳定，可能会随着环境等因素的变化而变化，难以控制。
发明内容
本申请提供一种像素单元和图像传感器，可以有效控制像素单元输出的图像信号的信噪比。
第一方面，提供一种像素单元，包括：光电转换器件；传输管；复位管；第一源极跟随器和第二源极跟随器，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的栅极均与所述传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的源极均通过选通管与行选择线相连；开关器件，与所述第二源极跟随器相连，当所述开关器件导通时，所述第二源极跟随器与所述第一源极跟随器同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一源极跟随器工作，所述第二源极跟随器不工作。
第二方面，提供一种图像传感器，包括：像素单元阵列，所述像素单元阵列中的至少一个像素单元包括：光电转换器件；传输管；复位管；第一源极跟随器和第二源极跟随器，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的栅极均与所述传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的源极均通过选通管与行选择线相连；开关器件，与所述第二源极跟随器相连，当所述开关器件导通时，所述第二源极跟随器与所述第一源极跟随器同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一源极跟随器工作，所述第二源极跟随器不工作；控制电路，与所述像素单元中的开关器件相连，用于控制所述第二源极跟随器是否与所述第一源极跟随器同时工作。
第三方面，提供一种像素单元，包括：光电转换器件；第一传输管；复位管；源极跟随器，所述源极跟随器的栅极与所述第一传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述源极跟随器的源极通过选通管与行选择线相连；第二传输管，所述第二传输管的第一极和第二极分别与所述光电转换器件的输出端和所述浮置扩散区电连接，其中所述第一极为源极，所述第二极为漏极；或者所述第一极为漏极，所述第二极为源极；开关器件，与所述第二传输管相连，当所述开关器件导通时，所述第二传输管与所述第一传输管同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一传输管工作，所述第二传输管不工作。
第四方面，提供一种图像传感器，包括：像素单元阵列，所述像素单元阵列中的至少一个像素单元包括：光电转换器件；第一传输管；复位管；源极跟随器，所述源极跟随器的栅极与所述第一传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述源极跟随器的源极通过选通管与行选择线相连；第二传输管，所述第二传输管的第一极和第二极分别与所述光电转换器件的输出端和所述浮置扩散区电连接，其中所述第一极为源极，所述第二极为漏极；或者所述第一极为漏极，所述第二极为源极；开关器件，与所述第二传输管相连，当所述开关器件导通时，所述第二传输管与所述第一传输管同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一传输管工作，所述第二传输管不工作；控制电路，与所述像素单元中的开关器件相连，用于控制所述第二传输管是否与所述第一传输管同时工作。
本申请可以根据实际需要，在像素单元的源极跟随器的尺寸和浮置扩散区的电荷/电压增益之间进行权衡，从而有效控制像素单元输出的图像信号的信噪比。
附图说明
图1是传统像素单元的结构示意图。
图2是本申请一个实施例提供的像素单元的结构示意图。
图3是图2中的像素单元的实际版图的示例图。
图4是本申请一个实施例提供的图像传感器的示意性结构图。
图5是图4中的图像传感器的实际版图的示例图。
图6是本申请另一实施例提供的像素单元的结构示意图。
图7是图6中的像素单元的实际版图的示例图。
图8是本申请另一实施例提供的图像传感器的示意性结构图。
图9是图8中的图像传感器的实际版图的示例图。
具体实施方式
图像传感器可以包括像素单元(pixel)阵列和信号处理电路。像素单元阵列所在的区域可以称为图像传感器的感光电路区。像素单元阵列可以由多个像素单元组成，例如可以由几万甚至几亿个像素单元组成。像素单元有时也可称为感光单元。像素单元可用于将接收到的光信号转换成模拟信号。
信号处理电路所在的区域也可称为图像传感器的外围电路区。信号处理电路与像素单元阵列电连接，可用于将像素单元阵列输出的模拟信号转换成用于表示像素单元采集到的图像信息的数字信号。
如图1所示，传统的像素单元10通常可以包括光电二极管PD、传输管TX、源极跟随器SF、复位管RST以及选通管SEL。
光电二极管PD可用于将接收到的光子转换成电子(即输出光生电子)。应理解，图1中的光电二极管PD也可以采用其他具有光电转换功能的器件替换，如光电三极管、光电倍增管等。
传输管TX(或称电子传输管TX或传输晶体管TX)可用于将光电转换器件输出的光生电子传输至位于传输管TX与复位管RST之间的浮置扩散区FD。
浮置扩散区FD可以起到电荷-电压转换作用。浮置扩散区FD可以理解为一个晶体管寄生电容，可用于根据传输管TX输出的电荷量，感生出一个相应的电压信号。
复位管RST(或称复位晶体管RST)用于将像素单元进行重置，以便下次信号采集。复位管有时也可称为重置晶体管。
源极跟随器SF的栅极与浮置扩散区FD相连，源极跟随器SF的源极可以与行选择线(图1未示出)相连。源极跟随器SF可用于接收浮置扩散区FD的电压信号，并生成浮置扩散区FD的电压信号的跟随信号(或者源极跟随器SF的输出信号)。该跟随信号可以理解为将浮置扩散区FD的电压信号进行电位平移之后得到的电压信号。
选通管SEL(或称选通晶体管SEL)，可用于接收外部的控制电路输入的控制信号。该控制电路例如可以是像素单元10所在的图像传感器中的信号处理电路。当控制电路控制选通管SEL导通时，源极跟随器SF可以向行选择线输出相应的跟随信号。
源极跟随器的晶体管噪声是像素单元整体噪声的重要组成部分。源极跟随器的噪声与源极跟随器的尺寸有关。一般来讲，源极跟随器的尺寸越大，其噪声越小。因此，为了提升图像信号的信噪比，一种可能的实现方式是将像素单元内的多个源极跟随器并联起来，以增大源极跟随器的尺寸，降低源极跟随器的噪声。但是，如图1所示，源极跟随器SF的栅极与浮置扩散区FD电性互联，意味着源极跟随器SF的栅极电容是浮置扩散区FD的总电容的一部分。因此，多源极跟随器并联的实现方式在降低源极跟随器的噪声的同时，也会增大浮置扩散区的总电容，从而降低浮置扩散区的电荷/电压增益。如果光电转换器件接收到的信号比较强(比如工作在明亮场景)，多源极跟随器并联通常可以起到提升图像信号的信噪比的作用；但是，如果光电转换器件接收到的信号比较微弱(比如工作在阴暗环境)，则多源极跟随器并联导致的浮置扩散区的总电容的增大反而可能降低像素单元输出的图像信号的信噪比。
从以上论述可以看出，源极跟随器的尺寸和浮置扩散区的总电容是相互矛盾的。这样会导致像素单元输出的图像信号的信噪比并不稳定，难以控制。
为了解决上述问题，下面结合图2，对本申请实施例提供的像素单元进行详细描述。
如图2所示，像素单元20可以包括光电二极管PD，传输管TX，复位管RST，第一源极跟随器SF1，第二源极跟随器SF2，开关管DCG，第一选通管SEL1，第二选通管SEL2。图2中的像素单元20的实际版图可以参照图3布置。
光电二极管PD也可以替换成其他类型的光电转换器件，如光电三极管或光电倍增管。
光电二极管PD、传输管TX和复位管RST的位置和功能可以参见图1的描述，此处不再赘述。
开关管DCG(或称为双增益开关管)的一端与传输管TX相连，开关管DCG的另一端与复位管RST相连，从而可以将传输管TX和复位管RST之间的浮置扩散区分成位于传输管TX和开关管DCG之间的第一浮置扩散区FD1，以及位于开关管DCG和复位管RST之间的第二浮置扩散区FD2。
第一源极跟随器SF1和第二源极跟随器SF2为相互并联的源极跟随器。需要说明的是，本申请实施例仅是以像素单元20包含两个源极跟随器为例进行说明，实际上，像素单元20可以包更多的源极跟随器。
第一源极跟随器SF1的栅极与第一浮置扩散区FD1相连(本申请中的电路器件之间的相连均指电连接)，第二源极跟随器SF2的栅极与第二浮置扩散区FD2相连。第一源极跟随器SF1的源极可以通过选通管SEL1与行选择线相连，第二源极跟随器SF2的源极均可通过选通管SEL2与行选择线相连。
如图2所示，当开关器件DCG导通时，第二源极跟随器SF2与第一源极跟随器SF1可以同时工作；当开关器件DCG断开时，第一源极跟随器SF1工作，第二源极跟随器SF2不工作。
开关管DCG还可以替换为其他类型的开关器件，只要能够控制开关器件所在线路导通和关断即可。
图2中，开关器件(开关管DCG)位于传输管TX和复位管RST之间的浮置扩散区。实际上，本申请实施例对开关器件的具体位置不做限定，只要能够控制第二源极跟随器SF2是否与第一源极跟随器SF1同时工作即可。例如，该开关器件也可以位于浮置扩散区和第二源极跟随器SF2的栅极之间。
本申请实施例引入了第一源极跟随器SF1和第二源极跟随器SF2，并利用开关器件控制第一源极跟随器SF1和第二源极跟随器SF2是否同时工作，当第一源极跟随器SF1和第二源极跟随器SF2同时工作时，相当于增大了像素单元20中的源极跟随器的尺寸，从而能够降低像素单元20的噪声；当第一源极跟随器件SF1工作，而第二源极跟随器SF2不工作时，第一源极跟随器SF1的栅极电容会比较小，浮置扩散区的电容也会比较小，从而可以提升浮置扩散区的电荷/电压增益。
因此，本申请实施例可以根据实际需要，在像素单元的源极跟随器的尺寸和浮置扩散区的电荷/电压增益之间进行权衡，从而有效控制像素单元输出的图像信号的信噪比。
下面以阴暗场景和明亮场景为例，对像素单元20的控制方式进行详细说明。
在阴暗场景下，像素单元20在曝光时，传输管TX处于关闭状态，复位管RST和开关管DCG的栅极均接高电位，使得复位管RST和开关管DCG均处于开启状态。复位管RST的漏极接高电位，使得选通管SEL1，SEL2都处于关闭状态。曝光结束后，开始读取信号，开关管DCG的栅极置为低电位，开关管DCG关闭，此时浮置扩散区FD1被浮置于一个高电位。然后，将选通管SEL1的栅极置于高电位，此时在选通管SEL1的源极会随第一浮置扩散区FD1的电位处于一个电位值Vref,作为参考电位。然后将传输管TX置于高电位，从而开启传输管TX。等光电二极管PD输出的光生电子传入第一浮置扩散区FD1之后，关闭传输管TX。第一浮置扩散区FD1的电位会由于光电二极管PD输入的光生电子而下降，此时第一源极跟随器SF1的源极会跟随第一浮置扩散区FD1电位下降而下降。将第一浮置扩散区FD1的下降后的电位计为Vsig。电位Vref与电位Vsig之间的电压差值即可视为与入射光信号对应的信号值，将该电压差值交由后续电路处理，即可转换出像素单元采集到的亮度和颜色信息。由于此时只有第一源极跟随器SF1参与工作，像素单元20的浮置扩散区的总电容较小，浮置扩散区的电荷电压增益较大，因此即使在阴暗场景下，浮置扩散区的电压信号(Vref-Vsig)仍然比较大，像素单元20输出的图像信号的信噪比较高。
在明亮场景下，曝光时，传输管TX关闭，复位管RST和开关管DCG的栅极均接高电位，使二者均处于开启状态。复位管RST的漏极接高电位，且选通管SEL1，SEL2均处于关闭状态。曝光结束后，开始读取信号，复位管RST的栅极置为低电位，使得复位管RST处于关闭状态。此时，浮置扩散区FD1、FD2电性联通，电位相同，且均被浮置于一个高电位。然后，选通管SEL1、SEL2同时置于高电位，此时，选通管SEL1、SEL2的源极会跟随浮置扩散区FD1、FD2的电位而处于电位值Vref,作为参考电位。然后，将传输管TX置于高电位，从而开启传输管TX。等光电二极管PD输出的光生电子传入浮置扩散区FD1、FD2之后，关闭传输管TX，浮置扩散区FD1、FD2的电位会由于光电二极管PD输出的光生电子而下降，此时，源极跟随器SF1、SF2的源极会跟随浮置扩散区FD1、FD2的电位下降而下降，将下降后的电位计为Vsig。Vref与Vsig之间的电压差值即可用于表征入射光信号对应的信号值，将该电压差值交由后续电路处理之后，即可转换出像素单元采集到的图像信息。由于此时源极跟随器SF1、SF2同时参与工作，等效于源跟随器的尺寸变大，因此源跟随器的噪声较小，使明亮场景下像素单元输出的图像信号的信噪比维持在较高水准。
本申请实施例还提供一种图像传感器。该图像传感器可以是基于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor image sensor，CMOS)的图像传感器。该图像传感器(或芯片)可广泛用于消费电子，安防监控，工业自动化，人工智能，物联网等领域。该图像传感器可用于图像信息的采集和整理，为后续处理和应用提供信息源。
如图4所示，该图像传感器40可包括像素单元阵列42和控制电路44。像素单元阵列42中的一个或多个像素单元为前文描述的像素单元20。
该控制电路44可以是图像传感器40内部的信号处理电路。控制电路44可以与像素单元20中的开关器件相连，用于通过开关器件控制第二源极跟随器SF2是否与第一源极跟随器SF1同时工作。
假设像素单元阵列62为2×2的像素单元阵列，且像素单元阵列42中的每个像素单元均为如图2所示的像素单元20，则其实际版图可以参照图5所示的方式进行布置。
再次参见图1所示的传统像素单元，一般而言，较大尺寸的像素单元，由于感光面积大，进光量足，一般需要其光电二极管PD(或其他类型的光电转换器件)有较大的满阱电子数。
因此，在设计大尺寸像素单元时，为了把大量的光生电子传输到浮置扩散区FD，需要在光电二极管PD和浮置扩散区FD之间设计一个尺寸较大的传输管TX。
但是尺寸较大的传输管TX会在浮置扩散区FD和传输管TX之间引入较大的寄生电容，从而导致浮置扩散区FD的总电容较大，电荷/电压增益偏小。当光线较弱或者曝光时间较短时，光电二极管PD感生的电子数目很少。此时，如果浮置扩散区FD的总电容较大，会使浮置扩散区FD产生的电压信号较小，进而降低了阴暗场景下像素单元输出的图像信号的信噪比。
针对上述问题，如图6所示，本申请实施例还提供一种像素单元60。像素单元60可以包括光电二极管PD，第一传输管TX1，第二传输管TX2，复位管RST，源极跟随器SF，开关管DCG，选通管SEL。
光电二极管PD可用于将接收到的光子转换成电子(即输出光生电子)。光电二极管PD也可以替换成其他类型的光电转换器件，如光电三极管或光电倍增管。
光电二极管PD、第一传输管TX1、复位管RST、源极跟随器SF和选通管SEL的位置和功能可以参见图1中的关于光电二极管PD、传输管TX、复位管RST、源极跟随器SF和选通管SEL的描述，此处不再赘述。
第二传输管TX2的第一极和第二极分别与光电二极管PD的输出端和浮置扩散区电连接。第一极可以为第二传输管TX2的源极，第二极可以为第二传输管TX2的漏极；或者第一极可以为第二传输管TX2的漏极，第二极可以为第二传输管TX2的源极。
开关管DCG(或称为双增益开关管)的一端与第一传输管TX1相连，开关管DCG的另一端与复位管RST相连，从而将第一传输管TX1和复位管RST之间的浮置扩散区分成位于第一传输管TX1和开关管DCG之间的第一浮置扩散区FD1，以及位于开关管DCG和复位管RST之间的第二浮置扩散区FD2。第二传输管TX2的第二极与第二浮置扩散区FD2相连。
开关管DCG还可以替换为其他类型的开关器件，只要能够控制开关器件所在线路导通和关断即可。
开关管DCG也可以位于第二传输管TX2的第二极与浮置扩散区(位于第一传输管TX和RST之间)之间，这样也可以起到控制第二传输管TX2是否与第一传输管TX1是否同时工作的作用。
图6所示的像素单元60的实际版图可以参照图7布置。如图7所示，第一传输管TX1与第一浮置扩散区FD1的硅晶(silicon)的重叠部分较小，且其对应的第一浮置扩散区FD1的面积也较小，因此第一浮置扩散区FD1的总电容也较小。
本申请实施例对第一传输管TX1和第二传输管TX2的尺寸不做具体限定，在有些实施例中，可以将第二传输管TX2的尺寸设置为大于第一传输管TX1的尺寸，使得第二传输管TX2工作时，能够尽量将更多的电子传输至浮置扩散区，且第二传输管TX2不工作时，第一传输管TX1对浮置扩散区的总电容的影响尽可能小一些。
本申请实施例对第一传输管TX1和第二传输管TX2同时工作的条件不做具体限定，可以根据实际需要选取。例如，当前场景为明亮场景的情况下，光电二极管PD产生的电子数目较多，可以控制第一传输管TX1和第二传输管TX2同时工作；在当前场景为阴暗场景的情况下，光电二极管PD产生的电子数目较多，可以控制第二传输管TX2不工作。上述控制操作可以由像素单元60之外的控制电路执行。该控制电路例如可以是像素单元60所在的图像传感器中的信号处理电路。
下面以阴暗场景和明亮场景为例，对像素单元60的控制方式进行详细说明。
工作时，在阴暗场景下，曝光时，控制第一传输管TX1、第二传输管TX2和选通管SEL都处于关闭状态。开关管DCG和复位管RST处于打开状态，且复位管RST的漏极处于高电压状态。
当曝光结束时，控制开关管DCG关闭，选通管SEL打开，此时第一浮置扩散区FD1处于一个浮置的高电压状态，在选通管SEL的源极读取第一参考电压Vref1。然后，可以开启第一传输管TX1，光电二极管PD的电子被传输到第一浮置扩散区FD1。第一浮置扩散区FD1的电压会下降，此时在选通管SEL的源极读取第一信号电压Vsig1,Vref1-Vsig1即为与入射光强度对应的电压信号。
图像传感器的外围电路(如信号处理电路)可以通过一定的转换读取处理，即可成像。此时，由于第一浮置扩散区FD1的电容较小，因此第一浮置扩散区FD1的电荷/电压增益较高，即使在阴暗场景下，像素单元60输出的图像信号仍然保持了相对较好的信噪比。
在明亮场景下，曝光时，第一传输管TX1、第二传输管TX2以及选通管SEL都处于关闭状态，开关管DCG和复位管RST处于打开状态，复位管RST的漏极一直处于高电压状态。
当曝光结束时，控制复位管RST关闭，选通管SEL打开，此时第一浮置扩散去FD1和第二浮置扩散区FD2连通且均处于一个浮置的高电压状态。在选通管SEL的源极读取第二参考电压Vref2,然后同时开启第一传输管TX1和第二传输管TX2。光电二极管PD的电子被传输到第一浮置扩散区FD1和第二浮置扩散区FD2。此时，第一浮置扩散区FD1和第二浮置扩散区FD2的电压会下降，可以在选通管SEL的源极读取第二信号电压Vsig2。Vref2-Vsig2即为与入射光强度对应的电压信号。
图像传感器的外围电路(如信号处理电路)可以通过一定的转换读取处理，即可成像。由于明亮场景下光电二极管PD内的电子数目较多，第一传输管TX1和第二传输管TX2同时开启有利于快速且完整地将光电二极管PD输出的光生电子传到浮置扩散区。
由此可见，图6提供的像素结构能够在阴暗场景、信号较小时实现高电荷/电压增益，高信噪比；又能在信号很强时，尽量实现电荷的完全传输，使得最终输出的图像信号具有较大的动态范围。
本申请实施例还提供一种图像传感器。本申请实施例提供的图像传感器可以是基于CMOS的图像传感器。该图像传感器(或芯片)可广泛用于消费电子，安防监控，工业自动化，人工智能，物联网等领域。该图像传感器可用于图像信息的采集和整理，为后续处理和应用提供信息源。
如图8所示，该图像传感器80可包括像素单元阵列82和控制电路84。像素单元阵列82中的一个或多个像素单元为前文描述的像素单元60。
该控制电路84可以是图像传感器80内部的信号处理电路。控制电路84可以与像素单元60中的开关器件相连，用于通过开关器件控制第二传输管TX2是否与第一传输管TX1同时工作。
假设像素单元阵列82为2×2的像素单元阵列，且像素单元阵列82中的每个像素单元均为如图7所示的像素单元，则其实际版图可以参照图9所示的方式进行布置。
应理解，图6的实施例与图2的实施例可以相互结合。例如，开关管DCG可用于同时控制第二传输管TX2和第二源极跟随器SF2是否与第一传输管TX1和第一源极跟随器SF1同时工作。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其他任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种像素单元，其特征在于，包括：
光电转换器件；
传输管；
复位管；
第一源极跟随器和第二源极跟随器，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的栅极均与所述传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的源极均通过选通管与行选择线相连；
开关器件，与所述第二源极跟随器相连，当所述开关器件导通时，所述第二源极跟随器与所述第一源极跟随器同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一源极跟随器工作，所述第二源极跟随器不工作。
2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述开关器件的一端与所述传输管相连，所述开关器件的另一端与所述复位管相连，从而将所述传输管和所述复位管之间的浮置扩散区分成位于所述传输管和所述开关器件之间的第一浮置扩散区，以及位于所述开关器件和所述复位管之间的第二浮置扩散区；所述第一源极跟随器的栅极与所述第一浮置扩散区相连，所述第二源极跟随器的栅极与所述第二浮置扩散区相连。
3.根据权利要求1或2所述的像素单元，其特征在于，所述开关器件为开关管。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述光电转换器件为光电二极管、光电三极管或光电倍增管。
5.一种图像传感器，其特征在于，包括：
像素单元阵列，所述像素单元阵列中的至少一个像素单元包括：光电转换器件；传输管；复位管；第一源极跟随器和第二源极跟随器，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的栅极均与所述传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述第一源极跟随器和所述第二源极跟随器的源极均通过选通管与行选择线相连；开关器件，与所述第二源极跟随器相连，当所述开关器件导通时，所述第二源极跟随器与所述第一源极跟随器同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一源极跟随器工作，所述第二源极跟随器不工作；
控制电路，与所述像素单元中的开关器件相连，用于控制所述第二源极跟随器是否与所述第一源极跟随器同时工作。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述控制电路用于在当前场景为明亮场景的情况下，控制所述开关器件导通；在当前场景为阴暗场景的情况下，控制所述开关器件关断。
7.根据权利要求5或6所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件的一端与所述传输管相连，所述开关器件的另一端与所述复位管相连，从而将所述传输管和所述复位管之间的浮置扩散区分成位于所述传输管和所述开关器件之间的第一浮置扩散区，以及位于所述开关器件和所述复位管之间的第二浮置扩散区；所述第一源极跟随器的栅极与所述第一浮置扩散区相连，所述第二源极跟随器的栅极与所述第二浮置扩散区相连。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件为开关管。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述光电转换器件为光电二极管、光电三极管或光电倍增管。
10.一种像素单元，其特征在于，包括：
光电转换器件；
第一传输管；
复位管；
源极跟随器，所述源极跟随器的栅极与所述第一传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述源极跟随器的源极通过选通管与行选择线相连；
第二传输管，所述第二传输管的第一极和第二极分别与所述光电转换器件的输出端和所述浮置扩散区电连接，其中所述第一极为源极，所述第二极为漏极；或者所述第一极为漏极，所述第二极为源极；
开关器件，与所述第二传输管相连，当所述开关器件导通时，所述第二传输管与所述第一传输管同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一传输管工作，所述第二传输管不工作。
11.根据权利要求10所述的像素单元，其特征在于，所述开关器件的一端与所述第一传输管相连，所述开关器件的另一端与所述复位管相连，从而将所述第一传输管和所述复位管之间的浮置扩散区分成位于所述第一传输管和所述开关器件之间的第一浮置扩散区，以及位于所述开关器件和所述复位管之间的第二浮置扩散区；所述第二传输管的第二极与所述第二浮置扩散区相连。
12.根据权利要求10或11所述的像素单元，其特征在于，所述第二传输管的尺寸大于所述第一传输管的尺寸。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述开关器件为开关管。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述光电转换器件为光电二极管、光电三极管或光电倍增管。
15.一种图像传感器，其特征在于，包括：
像素单元阵列，所述像素单元阵列中的至少一个像素单元包括：光电转换器件；第一传输管；复位管；源极跟随器，所述源极跟随器的栅极与所述第一传输管和所述复位管之间的浮置扩散区电连接，所述源极跟随器的源极通过选通管与行选择线相连；第二传输管，所述第二传输管的第一极和第二极分别与所述光电转换器件的输出端和所述浮置扩散区电连接，其中所述第一极为源极，所述第二极为漏极；或者所述第一极为漏极，所述第二极为源极；开关器件，与所述第二传输管相连，当所述开关器件导通时，所述第二传输管与所述第一传输管同时工作；当所述开关器件断开时，所述第一传输管工作，所述第二传输管不工作；
控制电路，与所述像素单元中的开关器件相连，用于控制所述第二传输管是否与所述第一传输管同时工作。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其特征在于，所述控制电路用于在当前场景为明亮场景的情况下，控制所述开关器件导通；在当前场景为阴暗场景的情况下，控制所述开关器件关断。
17.根据权利要求15或16所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件的一端与所述第一传输管相连，所述开关器件的另一端与所述复位管相连，从而将所述第一传输管和所述复位管之间的浮置扩散区分成位于所述第一传输管和所述开关器件之间的第一浮置扩散区，以及位于所述开关器件和所述复位管之间的第二浮置扩散区；所述第二传输管的第二极与所述第二浮置扩散区相连。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件为开关管。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述光电转换器件为光电二极管、光电三极管或光电倍增管。
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