JP2012117847A - 検出回路、センサーデバイス及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検出回路は、焦電素子10と、検出回路の出力ノードNQと低電位側電源ノードとの間に設けられ、焦電素子10からの検出信号がゲートに入力される第1のP型トランジスターTP1と、高電位側電源ノードと出力ノードNQとの間に設けられ、ゲートが基準電圧VRに設定される第2のP型トランジスターTP2を含む。
【選択図】図3
Description
図1に、前述した非特許文献1の従来技術の回路構成を比較例として示す。この比較例の検出回路は、焦電素子10と、N型のデプレッション・トランジスターTNと、抵抗Rを含む。
以上のような問題を解決する本実施形態の検出回路の構成例を図3に示す。この検出回路は焦電素子10を含む。またVCCとGNDの間に直列に設けられた第1のP型トランジスターTP1と第2のP型トランジスターTP2を含む。これらの第1、第2のP型トランジスターTP1、TP2によりソースフォロワー回路が構成される。即ち検出信号SDの小信号振幅変化に対して、ゲインがほぼ1となる振幅の電圧が出力電圧VQとして出力される。
本実施形態の検出回路は図3の構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図6に本実施形態の検出回路の変形例を示す。この変形例では、図3の構成に対して電圧調整回路20が更に設けられている。
図9(A)に本実施形態のセンサーデバイスの構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ100と、行選択回路(行ドライバー)110と、読み出し回路120を含む。またA/D変換部130、制御回路150を含むことができる。このセンサーデバイスを用いることで、例えばナイトビジョン機器などに用いられる赤外線カメラなどを実現できる。
図12(A)〜図13(C)に第1のP型トランジスターTP1と第2のP型トランジスターTP2、TPC(TPC0〜TPCn)のレイアウト配置例を示す。
図14に本実施形態のセンサーデバイスや検出回路を含む電子機器の構成例を示す。この電子機器は、光学系200、センサーデバイス210(検出回路)、画像処理部220、処理部230、記憶部240、操作部250、表示部260を含む。なお本実施形態の電子機器は図14の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば光学系、操作部、表示部等)を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。
TP2、TPC、TPC0〜TPCn 第2のP型トランジスター、
CP 容量、RP、R 抵抗、SD 検出信号、VQ 出力電圧、
ND 検出信号のノード、NQ 出力ノード、VR 基準電圧、
WL0〜WLm 行線、DL0〜DLn 列線、
10 焦電素子、20 電圧調整回路、30 基準電圧生成回路、40 電流源回路、
100 センサーアレイ、110 行選択回路、120 読み出し回路、
130 A/D変換部、150 制御回路
Claims (14)
- 焦電素子と、
検出回路の出力ノードと低電位側電源ノードとの間に設けられ、前記焦電素子からの検出信号がゲートに入力される第1のP型トランジスターと、
高電位側電源ノードと前記出力ノードとの間に設けられ、ゲートが基準電圧に設定される第2のP型トランジスターと、
を含むことを特徴とする検出回路。 - 請求項1において、
前記第1のP型トランジスターの基板電位は、前記第1のP型トランジスターのソースの電位に設定され、
前記第2のP型トランジスターの基板電位は、前記第2のP型トランジスターのソースの電位に設定されることを特徴とする検出回路。 - 請求項1又は2において、
前記第1のP型トランジスターと前記第2のP型トランジスターとは、ゲート長及びゲート幅の少なくとも一方が同一であることを特徴とする検出回路。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記第1のP型トランジスターと前記第2のP型トランジスターは隣接してレイアウト配置されることを特徴とする検出回路。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第2のP型トランジスターは、他の焦電素子の検出回路との間で共用されることを特徴とする検出回路。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記高電位側電源ノードに対して高電位側電源電圧Vccが供給され、前記第2のP型トランジスターのゲートの電圧が前記基準電圧としてVcc−Vconstに設定され、
前記第1のP型トランジスターは、電圧Vconstに対応する設定電圧を基準として、前記焦電素子からの前記検出信号の電圧変化に伴い変化する電圧をソースに出力することを特徴とする検出回路。 - 請求項6において、
前記第1のP型トランジスターのしきい値電圧をVthとした場合に、Vth≦Vconst≦Vcc−Vthであることを特徴とする検出回路。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記第2のP型トランジスターと前記出力ノードとの間に設けられ、前記第2のP型トランジスターのドレイン・ソース間電圧を調整する電圧調整回路を含むことを特徴とする検出回路。 - 請求項1乃至8のいずれかの検出回路を含むことを特徴とするセンサーデバイス。
- 複数のセンサーセルが配列されるセンサーアレイと、
複数の行線と、
1又は複数の列線と、
前記複数の行線に接続される行選択回路と、
前記1又は複数の列線に接続される読み出し回路と、
を含み、
前記複数のセンサーセルの各センサーセルは、
焦電素子と、
前記各センサーセルに対応する対応列線への出力ノードと低電位側電源ノードとの間に設けられ、前記焦電素子からの検出信号がゲートに入力される第1のP型トランジスターと、
高電位側電源ノードと前記出力ノードとの間に設けられ、ゲートが基準電圧に設定される第2のP型トランジスターと、
を含むことを特徴とするセンサーデバイス。 - 複数のセンサーセルが配列されるセンサーアレイと、
複数の行線と、
1又は複数の列線と、
前記複数の行線に接続される行選択回路と、
前記1又は複数の列線に接続される読み出し回路と、
前記1又は複数の列線に接続される電流源回路と、
を含み、
前記複数のセンサーセルの各センサーセルは、
焦電素子と、
前記各センサーセルに対応する対応列線への出力ノードと低電位側電源ノードとの間に設けられ、前記焦電素子からの検出信号がゲートに入力される第1のP型トランジスターとを含み、
前記電流源回路は、
高電位側電源ノードと前記対応列線との間に設けられ、ゲートが基準電圧に設定され、前記対応列線を介して前記各センサーセルに電流を供給する第2のP型トランジスターを含むことを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項10又は11において、
前記各センサーセルは、前記出力ノードと前記対応列線との間に設けられ、前記各センサーセルに対応する対応行線がゲートに接続される行選択トランジスターを含み、
前記対応列線に対応して設けられる複数のセンサーセルの各センサーセルが、前記行選択トランジスターを介して前記対応列線に接続されることを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の検出回路を含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項9乃至12のいずれかに記載のセンサーデバイスを含むことを特徴とする電子機器。
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