JP2012109959A - 光電変換装置及びその動作方法 - Google Patents
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-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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-
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-
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Abstract
【解決手段】電荷蓄積容量部、フォトダイオード、及び複数のトランジスタを含む光電変換装置であり、電荷蓄積容量部をリセット後に充電し、フォトダイオードまたはフォトダイオードに接続されたカレントミラー回路を介して電荷蓄積容量部を一定期間放電させた後に電荷蓄積容量部の電位を読み取る。電力は充電時のみに消費するため、低消費電力化を実現することができる。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、本発明の一態様における光電変換装置の構成及びその動作について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる光電変換装置の構成及びその動作について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2とは異なる光電変換装置の構成及びその動作について説明する。
101 第1のトランジスタ
102 第2のトランジスタ
103 第3のトランジスタ
107 電荷蓄積容量部
108 フォトダイオード
109 保護抵抗
111 第1の端子
112 第2の端子
113 第3の端子
114 第4の端子
115 第5の端子
116 第6の端子
120 電極
130 接続電極
140 裏面電極
150 配線
200 光電変換装置
201 第1のトランジスタ
202 第2のトランジスタ
203 第3のトランジスタ
207 電荷蓄積容量部
208 フォトダイオード
209 保護抵抗
211 第1の端子
212 第2の端子
213 第3の端子
214 第4の端子
215 第5の端子
216 第6の端子
300 光電変換装置
301 第1のトランジスタ
302 第2のトランジスタ
303 第3のトランジスタ
304 第4のトランジスタ
305 第5のトランジスタ
306 第6のトランジスタ
307 電荷蓄積容量部
308 フォトダイオード
309 保護抵抗
311 第1の端子
312 第2の端子
313 第3の端子
314 第4の端子
315 第5の端子
316 第6の端子
317 第7の端子
320 カレントミラー回路
400 光電変換装置
401 第1のトランジスタ
402 第2のトランジスタ
403 第3のトランジスタ
404 第4のトランジスタ
405 第5のトランジスタ
406 第6のトランジスタ
407 電荷蓄積容量部
408 フォトダイオード
409 保護抵抗
411 第1の端子
412 第2の端子
413 第3の端子
414 第4の端子
415 第5の端子
416 第6の端子
420 カレントミラー回路
700 光電変換装置
701 第1のトランジスタ
703 第3のトランジスタ
704 第4のトランジスタ
705 第5のトランジスタ
706 第6のトランジスタ
707 電荷蓄積容量部
708 フォトダイオード
709 保護抵抗
711 第1の端子
712 第2の端子
713 第3の端子
715 第5の端子
716 第6の端子
717 第7の端子
720 カレントミラー回路
800 光電変換装置
801 第1のトランジスタ
803 第3のトランジスタ
804 第4のトランジスタ
805 第5のトランジスタ
806 第6のトランジスタ
807 電荷蓄積容量部
808 フォトダイオード
809 保護抵抗
811 第1の端子
812 第2の端子
813 第3の端子
815 第5の端子
816 第6の端子
817 第7の端子
820 カレントミラー回路
900 出力信号制御回路
910 出力信号入力部
920 出力制御信号入力部
1000 ガラス基板
Claims (10)
- フォトダイオードと、
第1のトランジスタと、
第2のトランジスタと、
第3のトランジスタと、
電荷蓄積容量部と、
第1乃至第6の端子と、
を有し、
前記電荷蓄積容量部の一方の電極は、前記第1のトランジスタのソース電極、前記第2のトランジスタのドレイン電極、前記第3のトランジスタのドレイン電極、及び前記第6の端子と電気的に接続され、
前記電荷蓄積容量部の他方の電極は、前記フォトダイオードのアノード、前記第3のトランジスタのソース電極、及び前記第2の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース電極は、前記フォトダイオードのカソードと電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのドレイン電極は、前記第1の端子と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲート電極は、前記第3の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は、前記第4の端子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は、前記第5の端子と電気的に接続されることを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1において、前記第1乃至第3のトランジスタは酸化物半導体を含んで形成されていることを特徴とする光電変換装置。
- フォトダイオードと、
第1のトランジスタと、
第2のトランジスタと、
第3のトランジスタと、
第4のトランジスタ及び第5のトランジスタからなるカレントミラー回路と、
電荷蓄積容量部と、
第1乃至第6の端子と、
を有し、
前記電荷蓄積容量部の一方の電極は、前記第1のトランジスタのソース電極、前記第2のトランジスタのドレイン電極、前記第3のトランジスタのドレイン電極、及び前記第6の端子と電気的に接続され、
前記電荷蓄積容量部の他方の電極は、前記第3のトランジスタのソース電極、前記第4のトランジスタのソース電極、前記第5のトランジスタのソース電極、及び前記第2の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース電極は、前記第5のトランジスタのドレイン電極と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのドレイン電極は、前記フォトダイオードのカソード、及び前記第1の端子と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのドレイン電極は、前記フォトダイオードのアノード、前記第4のトランジスタのゲート電極、及び前記第5のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲート電極は、前記第3の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極は、前記第4の端子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極は、前記第5の端子と電気的に接続されることを特徴とする光電変換装置。 - 請求項3において、前記第1乃至第5のトランジスタは酸化物半導体を含んで形成されていることを特徴とする光電変換装置。
- 請求項3または4において、前記第4のトランジスタに並列接続する第6のトランジスタが設けられていることを特徴とする光電変換装置。
- 請求項1乃至5のいずれか一項において、前記第1の端子は高電位端子、前記第2の端子は低電位端子、前記第3乃至前記第5の端子は信号入力端子、前記第6の端子は信号出力端子であることを特徴とする光電変換装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記第1乃至第3のトランジスタはnチャネル型であることを特徴とする光電変換装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記第1のトランジスタはpチャネル型であり、前記第2のトランジスタ及び第3のトランジスタはnチャネル型であることを特徴とする光電変換装置。
- 電荷蓄積容量部の一方の電極が、第1のトランジスタのソース電極、第2のトランジスタのドレイン電極、第3のトランジスタのドレイン電極、及び第6の端子と電気的に接続され、
前記電荷蓄積容量部の他方の電極が、フォトダイオードのアノード、前記第3のトランジスタのソース電極、及び第2の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース電極が、前記フォトダイオードのカソードと電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのドレイン電極が、第1の端子と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲート電極が、第3の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極が、第4の端子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極が、第5の端子と電気的に接続された光電変換装置において、
前記第1の端子を高電源電位、前記第2の端子を低電源電位とし、
前記第3のトランジスタがオンとなる電位を前記第5の端子に供給して、前記電荷蓄積容量部の放電を行い、
前記第3のトランジスタがオフとなる電位を前記第5の端子に供給した後、前記第1のトランジスタがオンとなる電位を前記第3の端子に供給して、前記電荷蓄積容量部の充電を行い、
前記第1のトランジスタがオフとなる電位を前記第3の端子に供給した後、前記第2のトランジスタがオンとなる電位を前記第4の端子に供給して、前記電荷蓄積容量部の放電を前記フォトダイオードを介して行い、
前記第2のトランジスタがオフとなる電位を前記第4の端子に供給した後、前記電荷蓄積容量部の電位を前記第6の端子を介して信号として読み取ることを上記順序で行う光電変換装置の動作方法。 - 電荷蓄積容量部の一方の電極が、第1のトランジスタのソース電極、第2のトランジスタのドレイン電極、第3のトランジスタのドレイン電極、及び第6の端子と電気的に接続され、
前記電荷蓄積容量部の他方の電極が、前記第3のトランジスタのソース電極、第4のトランジスタのソース電極、第5のトランジスタのソース電極、及び第2の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース電極が、前記第5のトランジスタのドレイン電極と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのドレイン電極が、フォトダイオードのカソード、及び第1の端子と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのドレイン電極が、前記フォトダイオードのアノード、前記第4のトランジスタのゲート電極、及び前記第5のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲート電極が、第3の端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲート電極が、第4の端子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのゲート電極が、第5の端子と電気的に接続された光電変換装置において、
前記第1の端子を高電源電位、前記第2の端子を低電源電位とし、
前記第3のトランジスタがオンとなる電位を前記第5の端子に供給して、前記電荷蓄積容量部の放電を行い、
前記第3のトランジスタがオフとなる電位を前記第5の端子に供給した後、前記第1のトランジスタがオンとなる電位を前記第3の端子に供給して、前記電荷蓄積容量部の充電を行い、
前記第1のトランジスタがオフとなる電位を前記第3の端子に供給した後、前記第2のトランジスタがオンとなる電位を前記第4の端子に供給して、前記電荷蓄積容量部の放電を前記第5のトランジスタを介して行い、
前記第2のトランジスタがオフとなる電位を前記第4の端子に供給した後、前記電荷蓄積容量部の電位を前記第6の端子を介して信号として読み取ることを上記順序で行う光電変換装置の動作方法。
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