JP2002170982A - 光センサ回路 - Google Patents
光センサ回路Info
- Publication number
- JP2002170982A JP2002170982A JP2000403769A JP2000403769A JP2002170982A JP 2002170982 A JP2002170982 A JP 2002170982A JP 2000403769 A JP2000403769 A JP 2000403769A JP 2000403769 A JP2000403769 A JP 2000403769A JP 2002170982 A JP2002170982 A JP 2002170982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phototransistor
- voltage
- photodiode
- optical sensor
- type
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 対数特性をもって入射光量に応じた電圧信号
を有効にとり出すことができる光センサ回路を提供す
る。 【解決手段】 微小電流領域での電圧−電流特性が対数
特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化する電圧信
号を出力するＰＮ接合によるフォトダイオードまたはフ
ォトトランジスタを用いて光センサ回路を構成する。
を有効にとり出すことができる光センサ回路を提供す
る。 【解決手段】 微小電流領域での電圧−電流特性が対数
特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化する電圧信
号を出力するＰＮ接合によるフォトダイオードまたはフ
ォトトランジスタを用いて光センサ回路を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイメージセンサの画素単
位となる光センサ回路に係り、特にＰＮ接合による光電
変換素子を用いた光センサ回路に関する。
位となる光センサ回路に係り、特にＰＮ接合による光電
変換素子を用いた光センサ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の光センサ回路にあって
は、ダイナミックレンジを拡大できるように、オーバフ
ロードレイン機能をもったＰＮ接合によるフォトトラン
ジスタを用いて、オーバフロードレインの動作時に対数
出力特性をもって入射光量に応じたセンサ信号が得られ
るようにしたものが開発されている（特開平５−３３５
５４６号公報参照）。
は、ダイナミックレンジを拡大できるように、オーバフ
ロードレイン機能をもったＰＮ接合によるフォトトラン
ジスタを用いて、オーバフロードレインの動作時に対数
出力特性をもって入射光量に応じたセンサ信号が得られ
るようにしたものが開発されている（特開平５−３３５
５４６号公報参照）。
【０００３】図１８は、オーバフロードレイン機能をも
った縦形のｎ＋ｐｎ構造によるフォトトランジスタを示
している。ここで、ｎ＋−ｐ−ｗｅｌｌ部分がフォトダ
イオードを構成しており、そのｎ＋の下のｐ−ｗｅｌｌ
部分が薄くなっている。
った縦形のｎ＋ｐｎ構造によるフォトトランジスタを示
している。ここで、ｎ＋−ｐ−ｗｅｌｌ部分がフォトダ
イオードを構成しており、そのｎ＋の下のｐ−ｗｅｌｌ
部分が薄くなっている。
【０００４】図１９は、その縦形のｎ＋ｐｎ構造による
フォトトランジスタにおけるオーバフロードレイン時に
おける電荷ｑの流れを示している。
フォトトランジスタにおけるオーバフロードレイン時に
おける電荷ｑの流れを示している。
【０００５】このような縦形のｎ＋ｐｎ構造によるフォ
トトランジスタにあって、オーバフロードレイン機能を
発揮するのは、ベース電圧よりもエミッタ電圧が低くな
ったとき、すなわちベースとなるｐ−ｗｅｌｌの電位が
エミッタとなるｎ＋の電位よりも低くなったときとな
る。
トトランジスタにあって、オーバフロードレイン機能を
発揮するのは、ベース電圧よりもエミッタ電圧が低くな
ったとき、すなわちベースとなるｐ−ｗｅｌｌの電位が
エミッタとなるｎ＋の電位よりも低くなったときとな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、オーバフロードレイン機能をもったｎ＋ｐｎ構造
によるフォトトランジスタを用いるのでは、そのオーバ
フロードレイン機能を発揮させるに際して、ｐ−ｗｅｌ
ｌの電位を０Ｖ（ＧＮＤレベル）にして、ｎ＋の電位が
マイナスになったときにフォトダイオードを構成するｎ
＋−ｐ−ｗｅｌｌ部分に負電圧を発生させるようにする
場合、その負電圧を増幅してとり出さなければならない
ことである。
点は、オーバフロードレイン機能をもったｎ＋ｐｎ構造
によるフォトトランジスタを用いるのでは、そのオーバ
フロードレイン機能を発揮させるに際して、ｐ−ｗｅｌ
ｌの電位を０Ｖ（ＧＮＤレベル）にして、ｎ＋の電位が
マイナスになったときにフォトダイオードを構成するｎ
＋−ｐ−ｗｅｌｌ部分に負電圧を発生させるようにする
場合、その負電圧を増幅してとり出さなければならない
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、微小電流領域
での電圧−電流特性が対数特性を示し、入射光量に応じ
て対数的に変化する電圧信号を生ずるＰＮ接合によるフ
ォトダイオードまたはフォトトランジスタを用いて、対
数出力特性をもった光センサ回路を構成するようにして
いる。
での電圧−電流特性が対数特性を示し、入射光量に応じ
て対数的に変化する電圧信号を生ずるＰＮ接合によるフ
ォトダイオードまたはフォトトランジスタを用いて、対
数出力特性をもった光センサ回路を構成するようにして
いる。
【０００８】そして、本発明では、フォトダイオードま
たはフォトトランジスタに生ずる電圧信号をデプレッシ
ョン型の増幅用トランジスタを用いて有効にとり出すよ
うにしている。
たはフォトトランジスタに生ずる電圧信号をデプレッシ
ョン型の増幅用トランジスタを用いて有効にとり出すよ
うにしている。
【０００９】
【実施例】本発明による光センサ回路にあっては、図１
に示すように、微小電流領域での電圧−電流特性が対数
特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化する電圧信
号を出力するｎ＋ｐ型のフォトダイオードを光電変換素
子として用いるようにしている。
に示すように、微小電流領域での電圧−電流特性が対数
特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化する電圧信
号を出力するｎ＋ｐ型のフォトダイオードを光電変換素
子として用いるようにしている。
【００１０】図１において、ｎ＋−ｐ−ｗｅｌｌ部分が
フォトダイオードを構成している。ｎ−ｓｕｂは基板で
ある。また、Ｑ２はそのフォトダイオードの電圧を増幅
してとり出すためのＭＯＳトランジスタであり、Ｑ３は
所定のタイミングでその増幅された電圧信号を画信号と
して出力させるための画素選択用のＭＯＳトランジスタ
である。
フォトダイオードを構成している。ｎ−ｓｕｂは基板で
ある。また、Ｑ２はそのフォトダイオードの電圧を増幅
してとり出すためのＭＯＳトランジスタであり、Ｑ３は
所定のタイミングでその増幅された電圧信号を画信号と
して出力させるための画素選択用のＭＯＳトランジスタ
である。
【００１１】そのフォトダイオードの微小電流領域での
電圧−電流特性は、一般的に、次式（１）のように表わ
される。
電圧−電流特性は、一般的に、次式（１）のように表わ
される。
【００１２】 Ｉ＝Ｉｓ｛ｅｘｐ（ｑＶ／２ｋＴ）−１｝ …（１） ここで、Ｉｓは逆方向飽和電流、ｑは電荷、ｋはボルツ
マン定数、Ｔは周囲温度である。
マン定数、Ｔは周囲温度である。
【００１３】したがって、このｎ＋ｐ型のフォトダイオ
ードにおけるｐ−ｗｅｌｌをＧＮＤレベルにしてｎ−ｓ
ｕｂに正のバイアス電圧Ｖｄｄを印加したときのｐ−ｗ
ｅｌｌの電位を基準にすれば、ｎ＋の電位は入射光Ｌｓ
によってフォトダイオードに流れるセンサ電流に応じて
対数的に変化する電圧値になっていることがわかる。
ードにおけるｐ−ｗｅｌｌをＧＮＤレベルにしてｎ−ｓ
ｕｂに正のバイアス電圧Ｖｄｄを印加したときのｐ−ｗ
ｅｌｌの電位を基準にすれば、ｎ＋の電位は入射光Ｌｓ
によってフォトダイオードに流れるセンサ電流に応じて
対数的に変化する電圧値になっていることがわかる。
【００１４】図２は、そのｎ＋ｐ型のフォトダイオード
の電圧−電流特性を示している。
の電圧−電流特性を示している。
【００１５】そして、そのフォトダイオードに生じた電
圧信号はトランジスタＱ２によって増幅してとり出さ
れ、イメージセンサのコントローラの制御下において、
所定のタイミングをもって画素選択用のトランジスタＱ
３から出力される。
圧信号はトランジスタＱ２によって増幅してとり出さ
れ、イメージセンサのコントローラの制御下において、
所定のタイミングをもって画素選択用のトランジスタＱ
３から出力される。
【００１６】その際、フォトダイオードにおけるｎ＋の
電位はｐ−ｗｅｌｌの電位（ＧＮＤレベル）よりも負側
となるので、増幅用のトランジスタＱ２にデプレッショ
ン型のものを使用することで、負の電圧領域からフォト
ダイオードに生じた電圧信号を増幅してとり出すことが
できるようになる。
電位はｐ−ｗｅｌｌの電位（ＧＮＤレベル）よりも負側
となるので、増幅用のトランジスタＱ２にデプレッショ
ン型のものを使用することで、負の電圧領域からフォト
ダイオードに生じた電圧信号を増幅してとり出すことが
できるようになる。
【００１７】図３は、そのデプレッション型のトランジ
スタＱ２におけるゲート電圧ＶＧに対するドレイン電流
ＩＤＳの特性を示している。
スタＱ２におけるゲート電圧ＶＧに対するドレイン電流
ＩＤＳの特性を示している。
【００１８】なお、画素選択用のトランジスタＱ３は、
それが確実にオン、オフのスイッチング動作を行わせる
ことができるものであれば、デプレッション型のもので
もエンハンスメント型のものでもよい。
それが確実にオン、オフのスイッチング動作を行わせる
ことができるものであれば、デプレッション型のもので
もエンハンスメント型のものでもよい。
【００１９】また、本発明による光センサ回路にあって
は、図４に示すように、微小電流領域での電圧−電流特
性が対数特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化す
る電圧信号を出力する縦形のｎ＋ｐｎ型のトランジスタ
のｎ＋ｐ部分を光電変換素子として用いるようにしてい
る。ここで、ｎ＋がエミッタ、ｐ−ｗｅｌｌがベース、
ｎ−ｓｕｂがコレクタとなる。
は、図４に示すように、微小電流領域での電圧−電流特
性が対数特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化す
る電圧信号を出力する縦形のｎ＋ｐｎ型のトランジスタ
のｎ＋ｐ部分を光電変換素子として用いるようにしてい
る。ここで、ｎ＋がエミッタ、ｐ−ｗｅｌｌがベース、
ｎ−ｓｕｂがコレクタとなる。
【００２０】そのｎ＋ｐｎ型のフォトトランジスタにお
けるｎ＋ｐ接合部分（フォトダイオードの構成部分に相
当する）におけるｐ−ｗｅｌｌの厚みが他の部分に比べ
て薄く形成されており、ｎ＋ｐトランジスタとして効果
的に動作し、それによってｎ＋ｐ接合部分の空乏層以外
で生じた入射光Ｌｓによる電荷が効果的にｎ−ｓｕｂに
排出されるようになっている。
けるｎ＋ｐ接合部分（フォトダイオードの構成部分に相
当する）におけるｐ−ｗｅｌｌの厚みが他の部分に比べ
て薄く形成されており、ｎ＋ｐトランジスタとして効果
的に動作し、それによってｎ＋ｐ接合部分の空乏層以外
で生じた入射光Ｌｓによる電荷が効果的にｎ−ｓｕｂに
排出されるようになっている。
【００２１】そのフォトトランジスタの微小電流領域で
の電圧−電流特性は、一般的に、次式（２）のように表
わされる。
の電圧−電流特性は、一般的に、次式（２）のように表
わされる。
【００２２】 ＩＥ＝Ｉｃｏ｛ｅｘｐ（ｑＶＢＥ／２ｋＴ） −１｝ …（２） ここで、ＩＥはエミッタ電流、ＶＢＥはベース・エミッ
タ間電圧、Ｉｃｏはコレクタ逆方向飽和電流、ｑは電
荷、ｋはボルツマン定数、Ｔは周囲温度である。
タ間電圧、Ｉｃｏはコレクタ逆方向飽和電流、ｑは電
荷、ｋはボルツマン定数、Ｔは周囲温度である。
【００２３】したがって、ｐ−ｗｅｌｌの電位を基準に
すれば、ｎ＋の電位は入射光Ｌｓの光量によってｎ＋ｐ
接合部分に流れるセンサ電流に応じて対数的に変化する
電圧値になっていることがわかる。
すれば、ｎ＋の電位は入射光Ｌｓの光量によってｎ＋ｐ
接合部分に流れるセンサ電流に応じて対数的に変化する
電圧値になっていることがわかる。
【００２４】図５は、そのフォトトランジスタの電圧−
電流特性を示している。
電流特性を示している。
【００２５】そして、そのフォトトランジスタに生じた
電圧信号はデプレッション型のトランジスタＱ２によっ
て増幅してとり出され、イメージセンサのコントローラ
の制御下において、所定のタイミングをもって画素選択
用のトランジスタＱ３から出力される。
電圧信号はデプレッション型のトランジスタＱ２によっ
て増幅してとり出され、イメージセンサのコントローラ
の制御下において、所定のタイミングをもって画素選択
用のトランジスタＱ３から出力される。
【００２６】図６は、図４に示すフォトトランジスタの
等価回路を示している。
等価回路を示している。
【００２７】ここでは、ｎ＋ｐｎ構造によるフォトトラ
ンジスタをＱ１とし、そのうちのｎ＋ｐ接合部分をフォ
トダイオードＰＤとして表わしている。また、Ｃはｎ＋
ｐ接合部分（フォトダイオードＰＤ）の寄生容量であ
る。
ンジスタをＱ１とし、そのうちのｎ＋ｐ接合部分をフォ
トダイオードＰＤとして表わしている。また、Ｃはｎ＋
ｐ接合部分（フォトダイオードＰＤ）の寄生容量であ
る。
【００２８】また、図７はｎ＋ｐｎ構造によるフォトト
ランジスタと増幅用のトランジスタＱ２および画素選択
用のトランジスタＱ３を同一基板に集積したときの構成
を示している。
ランジスタと増幅用のトランジスタＱ２および画素選択
用のトランジスタＱ３を同一基板に集積したときの構成
を示している。
【００２９】ここでは、ｐ−ｗｅｌｌをＧＮＤレベルと
し、ｎ−ｓｕｂが正電位となるようにバイアスされてい
る。また、トランジスタＱ２とトランジスタＱ３の各構
成部分におけるｐ−ｗｅｌｌはフォトトランジスタ部分
のそれよりも厚くなっており、ｎｐｎトランジスタとし
て動作しにくい構造になっている。
し、ｎ−ｓｕｂが正電位となるようにバイアスされてい
る。また、トランジスタＱ２とトランジスタＱ３の各構
成部分におけるｐ−ｗｅｌｌはフォトトランジスタ部分
のそれよりも厚くなっており、ｎｐｎトランジスタとし
て動作しにくい構造になっている。
【００３０】また、図８は、ｐ＋ｎ型のフォトダイオー
ドを用いたときの光センサ回路を示している。このｐ＋
ｎ型のフォトダイオードを用いた光センサ回路にあって
も、その基本的な構成が図１に示すｎ＋ｐ型のフォトダ
イオードを用いたものと同じである。
ドを用いたときの光センサ回路を示している。このｐ＋
ｎ型のフォトダイオードを用いた光センサ回路にあって
も、その基本的な構成が図１に示すｎ＋ｐ型のフォトダ
イオードを用いたものと同じである。
【００３１】この場合は、ｐ＋ｎ型のフォトダイオード
におけるｐ−ｓｕｂをＧＮＤレベルにしてｎ−ｗｅｌｌ
に正のバイアス電圧Ｖｄｄを印加したときのｎ−ｗｅｌ
ｌの電位を基準にすれば、ｐ＋の電位は常にその基準よ
りも高いところで入射光Ｌｓによってフォトダイオード
に流れるセンサ電流に応じて対数的に変化する電圧値に
なる。
におけるｐ−ｓｕｂをＧＮＤレベルにしてｎ−ｗｅｌｌ
に正のバイアス電圧Ｖｄｄを印加したときのｎ−ｗｅｌ
ｌの電位を基準にすれば、ｐ＋の電位は常にその基準よ
りも高いところで入射光Ｌｓによってフォトダイオード
に流れるセンサ電流に応じて対数的に変化する電圧値に
なる。
【００３２】図９は、そのｐ＋ｎ型のフォトダイオード
の電圧−電流特性を示している。
の電圧−電流特性を示している。
【００３３】したがって、この場合には、正の電圧領域
から動作できるように、図１０に示す特性をもったデプ
レッション型のＭＯＳトランジスタＱ２を用いることに
より、そのｐ＋ｎ型のフォトダイオードに生じた電圧信
号を増幅してとり出すことができるようになる。
から動作できるように、図１０に示す特性をもったデプ
レッション型のＭＯＳトランジスタＱ２を用いることに
より、そのｐ＋ｎ型のフォトダイオードに生じた電圧信
号を増幅してとり出すことができるようになる。
【００３４】また、図１１は、ｐ＋ｎｐ型のフォトトラ
ンジスタを用いたときの光センサ回路を示している。こ
のｐ＋ｎｐ型のフォトトランジスタを用いた光センサ回
路にあっても、その基本的な構成が図４に示すｎ＋ｐｎ
型のフォトトランジスタを用いたものと同じである。
ンジスタを用いたときの光センサ回路を示している。こ
のｐ＋ｎｐ型のフォトトランジスタを用いた光センサ回
路にあっても、その基本的な構成が図４に示すｎ＋ｐｎ
型のフォトトランジスタを用いたものと同じである。
【００３５】この場合は、ｐ＋ｎｐ型のフォトトランジ
スタにおけるｐ−ｓｕｂをＧＮＤレベルにしてｎ−ｗｅ
ｌｌに正のバイアス電圧Ｖｄｄを印加したときのｎ−ｗ
ｅｌｌの電位を基準にすれば、ｐ＋の電位は常にその基
準よりも高いところで入射光Ｌｓによってフォトダイオ
ードに流れるセンサ電流に応じて対数的に変化する電圧
値になる。
スタにおけるｐ−ｓｕｂをＧＮＤレベルにしてｎ−ｗｅ
ｌｌに正のバイアス電圧Ｖｄｄを印加したときのｎ−ｗ
ｅｌｌの電位を基準にすれば、ｐ＋の電位は常にその基
準よりも高いところで入射光Ｌｓによってフォトダイオ
ードに流れるセンサ電流に応じて対数的に変化する電圧
値になる。
【００３６】図１２は、そのｐ＋ｎｐ型のフォトトラン
ジスタの電圧−電流特性を示している。
ジスタの電圧−電流特性を示している。
【００３７】したがって、この場合には、正の電圧領域
から動作できるように、図１３に示す特性をもったデプ
レッション型のＭＯＳトランジスタＱ２を用いることに
より、そのｐ＋ｎ型のフォトダイオードに生じた電圧信
号を増幅してとり出すことができるようになる。
から動作できるように、図１３に示す特性をもったデプ
レッション型のＭＯＳトランジスタＱ２を用いることに
より、そのｐ＋ｎ型のフォトダイオードに生じた電圧信
号を増幅してとり出すことができるようになる。
【００３８】図１４は、図１１に示すフォトトランジス
タの等価回路を示している。
タの等価回路を示している。
【００３９】また、図１５はｐ＋ｎｐ構造によるフォト
トランジスタと増幅用のトランジスタＱ２および画素選
択用のトランジスタＱ３を同一基板に集積したときの構
成を示している。その構成としては、基本的に、図７に
示すｎ＋ｐｎ構造によるフォトトランジスタを用いたも
のと同じてある。
トランジスタと増幅用のトランジスタＱ２および画素選
択用のトランジスタＱ３を同一基板に集積したときの構
成を示している。その構成としては、基本的に、図７に
示すｎ＋ｐｎ構造によるフォトトランジスタを用いたも
のと同じてある。
【００４０】なお、入射光量に応じて対数特性をもって
電圧信号を発生するｎ＋ｐｎまたはｐ＋ｎｐ構造による
フォトトランジスタを縦形のものとすることにより、Ｐ
Ｎ接合が基板に対して横方向になるようにした横形のも
のに比べて、有効受光面積を大きくとることができ、感
度が良いものになる。
電圧信号を発生するｎ＋ｐｎまたはｐ＋ｎｐ構造による
フォトトランジスタを縦形のものとすることにより、Ｐ
Ｎ接合が基板に対して横方向になるようにした横形のも
のに比べて、有効受光面積を大きくとることができ、感
度が良いものになる。
【００４１】図１６は、本発明による光センサ回路を画
素に用いたときのイメージセンサの一構成例を示してい
る。ここでは、複数の画素（Ｄ１１〜Ｄ６６）をマトリ
クス状に配設して、各１ラインごとの画素列を画素列選
択回路１によって順次選択し、画素選択回路２から順次
出力される画素選択信号によってスイッチ回路３におけ
る対応のスイッチング素子をオン状態にすることによっ
て、選択された画素列における各画素の画信号を時系列
的に出力させるように構成している。
素に用いたときのイメージセンサの一構成例を示してい
る。ここでは、複数の画素（Ｄ１１〜Ｄ６６）をマトリ
クス状に配設して、各１ラインごとの画素列を画素列選
択回路１によって順次選択し、画素選択回路２から順次
出力される画素選択信号によってスイッチ回路３におけ
る対応のスイッチング素子をオン状態にすることによっ
て、選択された画素列における各画素の画信号を時系列
的に出力させるように構成している。
【００４２】また、図１７は本発明による光センサ回路
を画素に用いたときのイメージセンサの他の構成例を示
している。ここでは特に、選択された画素列における各
画素の出力をそれぞれ増幅する増幅回路４を設けて、選
択された画素列における各画素の読出し走査を高速に行
わせることができるようにしている。
を画素に用いたときのイメージセンサの他の構成例を示
している。ここでは特に、選択された画素列における各
画素の出力をそれぞれ増幅する増幅回路４を設けて、選
択された画素列における各画素の読出し走査を高速に行
わせることができるようにしている。
【００４３】
【発明の効果】本発明による光センサ回路によれば、微
小電流領域での電圧−電流特性が対数特性を示し、入射
光量に応じて対数的に変化する電圧信号を出力するＰＮ
接合によるフォトダイオードまたはフォトトランジスタ
を用いるようにしているので、対数特性をもって入射光
量に応じた電圧信号をとり出すことができる固体撮像素
子を実現できるようになる。
小電流領域での電圧−電流特性が対数特性を示し、入射
光量に応じて対数的に変化する電圧信号を出力するＰＮ
接合によるフォトダイオードまたはフォトトランジスタ
を用いるようにしているので、対数特性をもって入射光
量に応じた電圧信号をとり出すことができる固体撮像素
子を実現できるようになる。
【００４４】その際、特に、本発明によれば、入射光量
に応じてフォトダイオードまたはフォトトランジスタに
生ずる電圧信号をデプレッション型の増幅用トランジス
タを用いて有効にとり出すことができるようになる。
に応じてフォトダイオードまたはフォトトランジスタに
生ずる電圧信号をデプレッション型の増幅用トランジス
タを用いて有効にとり出すことができるようになる。
【図１】本発明によるｎ＋ｐ型フォトダイオードを用い
た光センサ回路の構成例を示すフォトダイオード部分を
正断面図で示す電気的構成図である。
た光センサ回路の構成例を示すフォトダイオード部分を
正断面図で示す電気的構成図である。
【図２】そのｎ＋ｐ型フォトダイオードの電圧−電流特
性図である。
性図である。
【図３】そのｎ＋ｐ型フォトダイオードを用いた光セン
サ回路に用いられるデプレッション型の増幅用トランジ
スタのゲート電圧に対するドレイン電流の特性図であ
る。
サ回路に用いられるデプレッション型の増幅用トランジ
スタのゲート電圧に対するドレイン電流の特性図であ
る。
【図４】本発明によるｎ＋ｐｎ型フォトトランジスタを
用いた光センサ回路の構成例を示すフォトトランジスタ
部分を正断面図で示す電気的構成図である。
用いた光センサ回路の構成例を示すフォトトランジスタ
部分を正断面図で示す電気的構成図である。
【図５】そのｎ＋ｐｎ型フォトトランジスタの電圧−電
流特性図である。
流特性図である。
【図６】そのｎ＋ｐｎ型フォトトランジスタを等価回路
で示す光センサ回路の電気回路図である。
で示す光センサ回路の電気回路図である。
【図７】図４に示す光センサ回路を同一基板に集積して
構成したときの正断面図である。
構成したときの正断面図である。
【図８】本発明によるｐ＋ｎ型フォトダイオードを用い
た光センサ回路の構成例を示すフォトダイオード部分を
正断面図で示す電気的構成図である。
た光センサ回路の構成例を示すフォトダイオード部分を
正断面図で示す電気的構成図である。
【図９】そのｐ＋ｎ型フォトダイオードの電圧−電流特
性図である。
性図である。
【図１０】そのｐ＋ｎ型フォトダイオードを用いた光セ
ンサ回路に用いられるデプレッション型の増幅用トラン
ジスタのゲート電圧に対するドレイン電流の特性図であ
る。
ンサ回路に用いられるデプレッション型の増幅用トラン
ジスタのゲート電圧に対するドレイン電流の特性図であ
る。
【図１１】本発明によるｐ＋ｎｐ型フォトトランジスタ
を用いた光センサ回路の構成例を示すフォトトランジス
タ部分を正断面図で示す電気的構成図である。
を用いた光センサ回路の構成例を示すフォトトランジス
タ部分を正断面図で示す電気的構成図である。
【図１２】そのｐ＋ｎｐ型フォトトランジスタの電圧−
電流特性図である。
電流特性図である。
【図１３】そのｐ＋ｎｐ型フォトトランジスタを用いた
光センサ回路に用いられるデプレッション型の増幅用ト
ランジスタのゲート電圧に対するドレイン電流の特性図
である。
光センサ回路に用いられるデプレッション型の増幅用ト
ランジスタのゲート電圧に対するドレイン電流の特性図
である。
【図１４】そのｐ＋ｎｐ型フォトトランジスタを等価回
路で示す光センサ回路の電気回路図である。
路で示す光センサ回路の電気回路図である。
【図１５】図１１に示す光センサ回路を同一基板に集積
して構成したときの正断面図である。
して構成したときの正断面図である。
【図１６】本発明による光センサ回路を画素に用いたと
きのイメージセンサの一構成例を示すブロック図であ
る。
きのイメージセンサの一構成例を示すブロック図であ
る。
【図１７】本発明による光センサ回路を画素に用いたと
きのイメージセンサの他の構成例を示すブロック図であ
る。
きのイメージセンサの他の構成例を示すブロック図であ
る。
【図１８】オーバフロードレイン機能をもった縦型のｎ
ｐｎ構造によるフォトトランジスタを示す正断面図で
ある。
ｐｎ構造によるフォトトランジスタを示す正断面図で
ある。
【図１９】そのｎ＋ｐｎ構造によるフォトトランジスタ
のオーバフロードレイン時における電荷の流れを模擬的
に示す図である。
のオーバフロードレイン時における電荷の流れを模擬的
に示す図である。
【符号の説明】 ＰＤ フォトダイオード Ｑ１ フォトトランジスタ Ｑ２ 増幅用トランジスタ Ｑ３ 画素選択用トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ａ 31/10 Ａ (72)発明者 神山 智幸 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 今井 俊雄 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G065 AB04 BA07 BA09 BA34 BC03 BC11 DA18 4M118 AA02 AA10 AB01 BA14 CA03 CA09 DD09 FA06 FA13 5C024 GX03 5F049 MA02 NA20 NB03 RA02 RA06 UA13 UA20
Claims (5)
- 【請求項１】 微小電流領域での電圧−電流特性が対数
特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化する電圧信
号を出力するＰＮ接合によるフォトダイオードを用いた
光センサ回路。 - 【請求項２】 フォトダイオードの出力をデプレッショ
ン型のトランジスタを用いて増幅してとり出すようにし
たことを特徴とする請求項１の記載による光センサ回
路。 - 【請求項３】 微小電流領域での電圧−電流特性が対数
特性を示し、入射光量に応じて対数的に変化する電圧信
号を出力する縦形のＰＮ接合によるフォトトランジスタ
を用いた光センサ回路。 - 【請求項４】 ｎ＋ｐｎ型またはｐ＋ｎｐ型のフォトト
ランジスタにおけるｎ＋ｐ接合部分またはｐ＋ｎ接合部
分におけるｐ−ｗｅｌｌまたはｎ−ｗｅｌｌの厚みが他
の部分に比べて薄く形成されていることを特徴とする請
求項３の記載による光センサ回路。 - 【請求項５】 フォトトランジスタの出力をデプレッシ
ョン型のトランジスタを用いて増幅してとり出すように
したことを特徴とする請求項３の記載による光センサ回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000403769A JP2002170982A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 光センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000403769A JP2002170982A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 光センサ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002170982A true JP2002170982A (ja) | 2002-06-14 |
Family
ID=18867830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000403769A Pending JP2002170982A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 光センサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002170982A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014002362A1 (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| WO2017022451A1 (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置および電子機器 |
| JP2017519368A (ja) * | 2014-06-13 | 2017-07-13 | ニュー イメージング テクノロジーズ | Ｃ−ｍｏｓ光電電荷転送セル及びそのようなセルのセットを含むアレイセンサ |
| CN108702469A (zh) * | 2016-03-04 | 2018-10-23 | 索尼公司 | 固体摄像器件、固体摄像器件驱动方法和电子设备 |
-
2000
- 2000-12-01 JP JP2000403769A patent/JP2002170982A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014002362A1 (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US9773825B2 (en) | 2012-06-26 | 2017-09-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solid-state imaging device and method of manufacturing the device |
| JP2017519368A (ja) * | 2014-06-13 | 2017-07-13 | ニュー イメージング テクノロジーズ | Ｃ−ｍｏｓ光電電荷転送セル及びそのようなセルのセットを含むアレイセンサ |
| WO2017022451A1 (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置および電子機器 |
| JPWO2017022451A1 (ja) * | 2015-07-31 | 2018-05-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置および電子機器 |
| US10757350B2 (en) | 2015-07-31 | 2020-08-25 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image pickup device and electronic apparatus |
| CN108702469A (zh) * | 2016-03-04 | 2018-10-23 | 索尼公司 | 固体摄像器件、固体摄像器件驱动方法和电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7161130B2 (en) | Low voltage active CMOS pixel on an N-type substrate with complete reset | |
| US6512547B1 (en) | Solid-state imaging device and method of detecting optical signals using the same | |
| EP0942593A2 (en) | Solid state image pickup apparatus | |
| KR100757034B1 (ko) | 저 암전류 포토다이오드를 구비한 화소 센서 | |
| JP3891126B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3592037B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| TW393781B (en) | Photoelectric conversion device and image sensor | |
| US6642561B2 (en) | Solid imaging device and method for manufacturing the same | |
| JP3320335B2 (ja) | 光電変換装置及び密着型イメージセンサ | |
| US4980735A (en) | Solid state imaging element | |
| US6525355B2 (en) | Solid-state image sensor provided with divided photoelectric conversion part | |
| KR100262873B1 (ko) | 집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합된 바이폴라 액티브픽셀 센서 | |
| Zhang et al. | A high gain N-Well/Gate tied PMOSFET image sensor fabricated from a standard CMOS process | |
| JP3442283B2 (ja) | リニアイメージセンサ | |
| JP2004221586A (ja) | デュアルゲートｐｍｏｓ付きｃｍｏｓ画素 | |
| JP2002170982A (ja) | 光センサ回路 | |
| JP2002170946A (ja) | 光センサ回路 | |
| US6618086B1 (en) | Linear image sensor | |
| JP4345145B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2004254150A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP4143730B2 (ja) | 受光素子 | |
| KR100640964B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 단위화소 회로 | |
| US7061074B2 (en) | Visible imaging device using Darlington phototransistors | |
| JP3880399B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2004260186A (ja) | トンネルフローティングゲート型ａｐｓ画素 |