JP2501207B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device

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JP2501207B2
JP2501207B2 JP61291589A JP29158986A JP2501207B2 JP 2501207 B2 JP2501207 B2 JP 2501207B2 JP 61291589 A JP61291589 A JP 61291589A JP 29158986 A JP29158986 A JP 29158986A JP 2501207 B2 JP2501207 B2 JP 2501207B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トランジスタの制御電極領域に光励起によ
って発生したキャリアを蓄積する方式の光電変換装置に
係り、特に過剰キャリアの流出を防止することを企図し
た光電変換装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photoelectric conversion device of a type in which carriers generated by photoexcitation are accumulated in a control electrode region of a transistor, and particularly to prevent outflow of excess carriers. The present invention relates to an intended photoelectric conversion device.

[従来技術] 第7図(A)は、光電変換装置の概略的断面図、第6
図(B)は、その一つの光電変換セルの等価回路図であ
る。
[Prior Art] FIG. 7 (A) is a schematic sectional view of a photoelectric conversion device, FIG.
FIG. 1B is an equivalent circuit diagram of the one photoelectric conversion cell.

第7図(A)において、nシリコン基板1上にn-エピ
タキシャル層4が形成され、その中に素子分離領域6に
よって相互に電気的に絶縁された光電変換セルが配列さ
れている。
In FIG. 7 (A), an n epitaxial layer 4 is formed on an n silicon substrate 1, and photoelectric conversion cells electrically isolated from each other by an element isolation region 6 are arranged therein.

まず、n-エピタキシャル層4上にバイポーラトランジ
スタのpベース領域9、その中にn+エミッタ領域15が形
成されている。さらに、酸化膜12を挟んで、pベース領
域9の電位を制御するためのキャパシタ電極14、n+エミ
ッタ領域15に接続しているエミッタ電極19が各々形成さ
れている。
First, a p base region 9 of a bipolar transistor is formed on the n epitaxial layer 4, and an n + emitter region 15 is formed therein. Further, a capacitor electrode 14 for controlling the potential of the p base region 9 and an emitter electrode 19 connected to the n + emitter region 15 are formed with the oxide film 12 in between.

そして、キャパシタ電極14に接続した電極17、基板1
の裏面にオーミックコンタクト用のn+領域2、バイポー
ラトランジスタのコレクタ電極21が各々形成され、光電
変換セルを構成している。
The electrode 17 connected to the capacitor electrode 14 and the substrate 1
An n + region 2 for ohmic contact and a collector electrode 21 of a bipolar transistor are respectively formed on the back surface of the photoelectric conversion cell.

光電変換セルの基本動作は、まず、負電位にバイアス
されたpベース領域9を浮遊状態とし、光励起により発
生した電子・ホール対のうちホールをpベース領域9に
蓄積する(蓄積動作)。
In the basic operation of the photoelectric conversion cell, first, the p base region 9 biased to a negative potential is brought into a floating state, and holes of electron-hole pairs generated by photoexcitation are accumulated in the p base region 9 (accumulation operation).

続いて、キャパシタ電極14に正電圧を印加してエミッ
タ・ベース間を順方向にバイアスし、蓄積されたホール
により発生した蓄積電圧を浮遊状態のエミッタ側へ読出
す(読出し動作)。
Subsequently, a positive voltage is applied to the capacitor electrode 14 to bias the emitter and the base in the forward direction, and the accumulated voltage generated by the accumulated holes is read to the floating emitter side (reading operation).

続いて、エミッタ側を接地してキャパシタ電極14に正
電圧のパルスを印加し、pベース領域9に蓄積されたホ
ールを消滅させる。これにより、リフレッシュ用の正電
圧パルスが立下がった時点でpベース領域9が初期状態
に復帰する(リフレッシュ動作)。
Subsequently, the emitter side is grounded and a positive voltage pulse is applied to the capacitor electrode 14 to eliminate the holes accumulated in the p base region 9. As a result, the p base region 9 returns to the initial state when the positive voltage pulse for refresh falls (refresh operation).

このような光電変換装置は、蓄積された電荷を各セル
の増幅機能により電荷増幅してから読出すわけであり、
高出力、高感度、さらに低雑音を達成できる。また、構
造的に単純であるために、招来の高解像度化に対しても
有利なものであると言える。
In such a photoelectric conversion device, the accumulated charge is amplified by the amplification function of each cell and then read.
High output, high sensitivity, and low noise can be achieved. In addition, since it is structurally simple, it can be said that it is also advantageous for increasing the resolution.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記光電変換セルを複数個配列して光
電変換装置を構成すると、ある画素に飽和光量以上の光
が照射された場合にスメアが発生するという問題点を有
していた。すなわち強い光が入謝すると、pベース領域
9に多量のホールが蓄積され、それによってベース電位
が上昇する。このベース電位がコレクタ電位を超えて上
昇すると、ベース・コレクタ間の空乏層22が消失してベ
ース中の蓄積キャリアが隣接セルに流出する(矢印2
3)。これによって隣接セルのpベース領域9には流入
してきたホールが加わった蓄積状態となり、読出し信号
を画像再生した時にスメアを生じてしまう。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when a plurality of photoelectric conversion cells are arrayed to form a photoelectric conversion device, smear occurs when a certain pixel is irradiated with light of a saturated light amount or more. Had. That is, when strong light enters, a large amount of holes are accumulated in the p base region 9 and the base potential rises. When this base potential rises above the collector potential, the depletion layer 22 between the base and collector disappears and the accumulated carriers in the base flow out to the adjacent cell (arrow 2
3). As a result, an inflowing hole is added to the p base region 9 of the adjacent cell, which causes a storage state, which causes smearing when the read signal is image-reproduced.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記従来の問題点を解決しようとするもの
であり、その目的はスメア等を防止し、正確な出力信号
を得ることができる光電変換装置を提供することにあ
る。
[Means for Solving Problems] The present invention is intended to solve the above conventional problems, and an object thereof is to provide a photoelectric conversion device capable of preventing smear and the like and obtaining an accurate output signal. To provide.

本発明による光電変換装置は、 半導体トランジスタの制御電極領域の電位を制御する
ことにより、前記制御電極領域に光励起によって発生し
たキャリアを蓄積し、該蓄積により発生した蓄積電圧を
前記半導体トランジスタの一方の主電極領域から読み出
す方式の複数の光電変換セルを有する光電変換装置にお
いて、 前記複数の光電変換セルの主電極領域を両端の電位差
に依存してスイッチ動作を行う半導体素子の一方の端に
接続すると共に、該半導体素子の他端には前記制御電極
領域に所定レベル以上の過剰キャリアが蓄積されたとき
に該半導体素子が導通する所定の共通電位を接続するこ
とによって、前記制御電極領域の過剰キャリアを前記主
電極領域側から除去可能とした過剰キャリア除去手段を
有したことを特徴とする。
A photoelectric conversion device according to the present invention stores a carrier generated by photoexcitation in the control electrode region by controlling a potential of a control electrode region of the semiconductor transistor, and stores a storage voltage generated by the storage in one of the semiconductor transistors. In a photoelectric conversion device having a plurality of photoelectric conversion cells of a method of reading from a main electrode region, the main electrode regions of the plurality of photoelectric conversion cells are connected to one end of a semiconductor element that performs a switching operation depending on a potential difference between both ends. At the same time, by connecting to the other end of the semiconductor element a predetermined common potential at which the semiconductor element conducts when excess carriers of a predetermined level or more are accumulated in the control electrode area, excess carrier in the control electrode area is connected. Is provided from the main electrode region side so as to remove excess carrier.

[作用] このような過剰キャリア除去手段によって上記制御電
極領域に蓄積された過剰キャリアを自動的に除去するこ
とができるため、過剰キャリアが隣接セルへ流出するこ
とがなくなり、再生画像のスメアを防止することができ
る。
[Operation] Since excess carriers accumulated in the control electrode region can be automatically removed by such excess carrier removing means, excess carriers do not flow out to an adjacent cell, and smearing of a reproduced image is prevented. can do.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明による光電変換装置の第1実施例の
概略的回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of the photoelectric conversion device according to the present invention.

同図において、第7図に示す光電変換セルS1〜Snがラ
イン状に配列され、各光電変換セルのコレクタ電極12に
は一定の正電圧Vccが印加されている。各キャパシタ電
極17は走査回路の並列出力端子に各々接続され、各光電
変換セルは各出力端子からの信号φh1〜φhnによって読
出し動作又はリフレッシュ動作を行う。
In the figure, a photoelectric conversion cell S 1 to S n shown in FIG. 7 are arranged in a line, a constant positive voltage Vcc is applied to the collector electrode 12 of each photoelectric conversion cell. Each capacitor electrode 17 is connected to a parallel output terminal of the scanning circuit, and each photoelectric conversion cell performs a read operation or a refresh operation according to signals φh 1 to φh n from each output terminal.

また、各エミッタ電極19は各々トランジスタQ1〜Qn
介して出力ライン103に共通に接続され、トランジスタQ
1〜Qnの各ゲート電極は、各キャパシタ電極17と同様
に、走査回路の並列出力端子に各々接続されている。さ
らに、各エミッタ電極19はPNダイオードD1〜Dnを介して
一定電圧ラインLrhに接続され、ラインLrhには電圧Vcc
より低い一定電圧Veが印加されている。したがって、各
セルのpベース領域9は、エミッタ領域15とのPN接合お
よびダイオードD1〜DnのPN接合を介してラインLrhに接
続されている。
Further, each emitter electrode 19 is commonly connected to the output line 103 via each of the transistors Q 1 to Q n.
The gate electrodes 1 to Q n are connected to the parallel output terminals of the scanning circuit, similarly to the capacitor electrodes 17. Further, each emitter electrode 19 is connected to a constant voltage line Lrh via PN diodes D 1 to D n , and a voltage Vcc is applied to the line Lrh.
A lower constant voltage Ve is applied. Therefore, the p base region 9 of each cell is connected to the line Lrh via the PN junction with the emitter region 15 and the PN junction of the diodes D 1 to D n .

出力ライン103は、トランジスタ104を介して接地され
るとともに、アンプ105に接続されている。アンプ105の
出力端子106から読出し信号がシリアルに外部へ出力さ
れる。またトランジスタ104のゲート電極には信号φhrs
が印加され、出力ライン103のリフレッシュを行う。
The output line 103 is grounded via the transistor 104 and is also connected to the amplifier 105. A read signal is serially output from the output terminal 106 of the amplifier 105 to the outside. The signal φhrs is applied to the gate electrode of the transistor 104.
Is applied to refresh the output line 103.

次に、このような構成を有する本実施例の動作を第2
図を参照しながら説明する。
Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be described as a second operation.
This will be described with reference to the drawings.

第2図は、本実施例の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of this embodiment.

(リフレッシュ動作) まず、信号φhrsによりトランジスタ104をON状態とし
て出力ライン103を接地しておき、走査回路の並列出力
端子から信号φh1〜φhnを順次出力する。
(Refresh Operation) First, the transistor 104 is turned on by the signal φhrs, the output line 103 is grounded, and the signals φh 1 to φh n are sequentially output from the parallel output terminals of the scanning circuit.

これによってトランジスタQ1〜Qnが順次ONとなり、各
エミッタ電極19が出力ライン103を通して順次接地され
た状態となるとともに、同じタイミングでパルスφh1
φhnは各キャパシタ電極17に順次印加される。これによ
って、すでに述べたようなリフレッシュ動作が行われ、
pベース領域9に蓄積されたキャリアが除去される。
As a result, the transistors Q 1 to Q n are sequentially turned on, the emitter electrodes 19 are sequentially grounded through the output line 103, and the pulses φh 1 to
φh n is sequentially applied to each capacitor electrode 17. With this, the refresh operation as described above is performed,
The carriers accumulated in p base region 9 are removed.

(蓄積動作) キャパシタ電極17には電圧を印加せずトランジスタQ1
〜QnをOFF状態として、pベース領域9に入射光の照度
に対応した量のキャリアを蓄積させる。
(Storage operation) No voltage is applied to the capacitor electrode 17 and the transistor Q 1
The to Q n as the OFF state, to accumulate the amount of carriers corresponding to the illuminance of the incident light in the p base region 9.

その際、強い光が入射して過剰なキャリア(ここでは
ホール)が蓄積されベース電位が上昇し、一定電圧Veよ
り約1.4V程度高くなると、一定電圧VeのラインLrhとの
間のPN接合が順バイアス状態となり、過剰なキャリアは
ベース・エミッタ間のPN接合およびダイオードDのPN接
合を通してラインLrhへ流出する。
At that time, when strong light is incident and excess carriers (holes here) are accumulated and the base potential rises to about 1.4V higher than the constant voltage Ve, the PN junction between the constant voltage Ve and the line Lrh is formed. In the forward bias state, excess carriers flow out to the line Lrh through the PN junction between the base and the emitter and the PN junction of the diode D.

こうして強い光が入射しても、ベース領域9内の過剰
なキャリアはラインLrhへ除去され、従来のような隣接
セルへの流出は防止される。
Thus, even if strong light is incident, excess carriers in the base region 9 are removed to the line Lrh, and the outflow to the adjacent cell as in the conventional case is prevented.

(読出し動作) 蓄積動作を一定時間行った後、信号φhrsをローレベ
ルにしてトランジスタ104をOFF状態とし、出力ライン10
3を浮遊状態にする。
(Read operation) After the accumulation operation is performed for a fixed time, the signal φhrs is set to the low level to turn off the transistor 104, and the output line 10
Make 3 floating.

続いて、先ず、走査回路から信号φh1が出力され、光
電変換セルS1のキャパシタ電極17に読出しパルスが印加
される。これによって、トランジスタQ1がONとなり、セ
ルS1の信号がトランジスタQ1を通して出力ライン103に
読出され、アンプ105を通して出力端子106から出力信号
V1として出力される。
Subsequently, first, the signal φh 1 is output from the scanning circuit, and the read pulse is applied to the capacitor electrode 17 of the photoelectric conversion cell S 1 . As a result, the transistor Q 1 is turned on, the signal of the cell S 1 is read to the output line 103 through the transistor Q 1 , and the output signal from the output terminal 106 is output through the amplifier 105.
It is output as V 1 .

出力信号V1が出力されると、信号φhrsによってトラ
ンジスタ104がON状態となり、出力ライン103に残留して
いるキャリアが除去される。
When the output signal V 1 is output, the signal φhrs turns on the transistor 104, and the carriers remaining on the output line 103 are removed.

以下同様に、走査回路から信号φh2〜φhnが順次出力
され、光電変換セルS2〜Snのキャパシタ電極17に読出し
パルスが印加される。そして、各出力信号V2,V3・・・
が出力端子106から出力されるごとに、トランジスタ104
がON状態となって出力ライン103がリフレッシュされ
る。
Similarly, the signal φh 2 ~φh n are sequentially outputted from the scanning circuit, the read pulse is applied to the photoelectric conversion cell S 2 to S n of the capacitor electrode 17. Then, each output signal V 2 , V 3 ...
Is output from the output terminal 106, the transistor 104
Is turned on and the output line 103 is refreshed.

このように、各光電変換セルS1〜Snの信号はトランジ
スタQ1〜Qnを通して直接に出力ライン103に読出され、
アンプ105を通して外部へ出力される。したがって、出
力ライン103には光電変換セルの高出力信号が現われ
る。
In this way, the signals of the photoelectric conversion cells S 1 to S n are directly read to the output line 103 through the transistors Q 1 to Q n ,
It is output to the outside through the amplifier 105. Therefore, the high output signal of the photoelectric conversion cell appears on the output line 103.

また、図示されるように、キャパシタ電極17に印加す
る電圧およびトランジスタQ1〜Qnのゲート電圧を共に走
査回路からの出力φh1〜φhnによって供給するために、
回路構成が簡単である。
Further, as shown in the figure, in order to supply the voltage applied to the capacitor electrode 17 and the gate voltages of the transistors Q 1 to Q n together by the outputs φh 1 to φh n from the scanning circuit,
The circuit configuration is simple.

さらに、過剰キャリアがラインLrhへ除去されるため
に、再生画像のスメア発生を防止できる。
Furthermore, since excess carriers are removed to the line Lrh, smearing of reproduced images can be prevented.

なお、第2図中のパルスφrhは、次に述べる第2実施
例で必要とされるパルスである。
The pulse φrh in FIG. 2 is a pulse required in the second embodiment described below.

第3図は、本発明の第2実施例の概略的回路図であ
る。ただし、第1実施例と同一回路部分には同一番号を
付して説明は省略する。
FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the second embodiment of the present invention. However, the same circuit parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施例では、各セルのエミッタ電極19がトランジス
タQe1〜Qenを介して一定電圧ラインLrhに接続されてい
る。またトランジスタQe1〜Qenのゲート電極にはパルス
φrhが印加され、パルスφrhが印加された状態でトラン
ジスタQe1〜Qenのソース・ドレイン間電圧が一定値を超
えると導通状態となるように設定されている。
In this embodiment, the emitter electrode 19 of each cell is connected to the constant voltage line Lrh via the transistors Q e1 to Q en . The pulse φrh is applied to the gate electrode of the transistor Q e1 to Q en, as in a state where the pulse φrh is applied source-drain voltage of the transistor Q e1 to Q en becomes conductive and exceeds a certain value It is set.

このように構成して第2図のパルスφrhを含むタイミ
ングで動作させる。これによって、トランジスタQe1〜Q
enのゲート電極には蓄積動作時にのみパルスφrhが印加
され、この時のトランジスタQe1〜Qenは、ソース・ドレ
イン間電圧、すなわち一定電圧Veと各セルのエミッタ電
圧との電位差によって各々導通状態が決定される。した
がって、pベース領域9に蓄積された過剰キャリアをト
ランジスタQe1〜Qenを通してラインLrhへ除去すること
ができる。
With this configuration, the operation is performed at the timing including the pulse φrh shown in FIG. This causes the transistors Q e1 to Q
A pulse φrh is applied to the gate electrode of en only during the storage operation, and the transistors Q e1 to Q en at this time are turned on by the potential difference between the source-drain voltage, that is, the constant voltage Ve and the emitter voltage of each cell. Is determined. Therefore, excess carriers accumulated in the p base region 9 can be removed to the line Lrh through the transistors Q e1 to Q en .

次に、本発明の第3実施例に用いられる光電変換セル
について説明する。
Next, the photoelectric conversion cell used in the third embodiment of the present invention will be described.

第4図(A)は、特願昭60-252653号に記載されてい
る光電変換セルの概略的平面図、第4図(B)は、その
A−A線断面図、第4図(C)は、その等価回路図であ
る。
FIG. 4 (A) is a schematic plan view of a photoelectric conversion cell described in Japanese Patent Application No. 60-252653, FIG. 4 (B) is a sectional view taken along line AA, and FIG. ) Is an equivalent circuit diagram thereof.

各図において、nシリコン基板201上にはn-エピタキ
シャル層203が形成され、n-エピタキシャル層203にはp
ベース領域204が形成され、pベース領域204にはn+エミ
ッタ領域205および205′が形成されている。そして、n+
エミッタ領域205および205′には、エミッタ電極208お
よび208′が各々接続されている。
In the drawings, on an n silicon substrate 201 n - epitaxial layer 203 is formed, n - the epitaxial layer 203 p
A base region 204 is formed, and n + emitter regions 205 and 205 'are formed in the p base region 204. And n +
Emitter electrodes 208 and 208 'are connected to the emitter regions 205 and 205', respectively.

また、本例では、絶縁領域214と、その直下に設けら
れたn+領域215とによって素子分離領域202が形成され、
隣接する光電変換セルを互いに電気的に分離している。
In this example, the isolation region 202 is formed by the insulating region 214 and the n + region 215 provided immediately below the insulating region 214,
Adjacent photoelectric conversion cells are electrically separated from each other.

pベース領域204上には酸化膜6を挟んでキャパシタ
電極207が形成され、更に絶縁膜216を挟んで遮光膜217
が形成されている。遮光膜217によって、キャパシタ電
極やエミッタ電極が形成された部分が遮光され、pベー
ス領域204の主要部分に受光面が形成される。また、遮
光膜217および受光面となる絶縁膜216上には保護絶縁膜
218が形成されている。
A capacitor electrode 207 is formed on the p base region 204 with the oxide film 6 interposed therebetween, and a light shielding film 217 is further sandwiched with an insulating film 216 interposed therebetween.
Are formed. The light-shielding film 217 shields the portion where the capacitor electrode and the emitter electrode are formed from light, and forms a light-receiving surface in the main portion of the p base region 204. In addition, a protective insulating film is formed on the light-shielding film 217 and the insulating film 216 serving as the light-receiving surface.
218 is formed.

基本的な動作は、上記実施例と同様である。まず、光
励起されたキャリアが蓄積されてpベース領域4の電位
が正方向に変化する(蓄積動作)。
The basic operation is the same as in the above embodiment. First, photoexcited carriers are accumulated and the potential of the p base region 4 changes in the positive direction (accumulation operation).

続いて、キャパシタ電極207に読出し用の正電圧パル
スが印加され、読出し信号がエミッタ電極208および/
又は208′から出力される(読出し動作)。
Then, a positive voltage pulse for reading is applied to the capacitor electrode 207, and the reading signal is applied to the emitter electrode 208 and / or
Or it is output from 208 '(reading operation).

また、エミッタ電極を接地し、キャパシタ電極207に
正電圧のリフレッシュパルスを印加することでリフレッ
シュ動作を行う。
In addition, the emitter electrode is grounded and a refresh pulse of a positive voltage is applied to the capacitor electrode 207 to perform the refresh operation.

このようなダブルエミッタ構造を有する光電変換セル
では、次に示すように、一方のエミッタを信号読出し用
に、他方のエミッタを過剰キャリア除去用に利用するこ
とができる。
In the photoelectric conversion cell having such a double-emitter structure, one emitter can be used for signal reading and the other emitter can be used for removing excess carriers, as shown below.

第5図は、第4図に示す光電変換セルを用いた参考例
の概略的回路図である。ただし、第1実施例と同一回路
部分には同一番号を付して説明は省略する。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a reference example using the photoelectric conversion cell shown in FIG. However, the same circuit parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本参考例では、各セルの一方のエミッタ電極208′を
一定電圧ラインLrhに共通に接続し、一定電圧Veを印加
する。
In this reference example, one emitter electrode 208 'of each cell is commonly connected to a constant voltage line Lrh and a constant voltage Ve is applied.

これによってn+エミッタ領域205′に電圧Veが印加さ
れた状態となり、強い光が入射してベース電位が上昇す
ると、過剰キャリアはエミッタ領域205′のPN接合を通
してラインLrhへ除去される。
As a result, the voltage Ve is applied to the n + emitter region 205 ′, and when strong light is incident and the base potential rises, excess carriers are removed to the line Lrh through the PN junction of the emitter region 205 ′.

なお、上記各実施例ではラインセンサの場合を示した
が、エリアセンサにもそのまま適用できることは明らか
であり、同様の効果を得ることができる。
In each of the above-mentioned embodiments, the case of the line sensor is shown, but it is obvious that it can be applied to the area sensor as it is, and the same effect can be obtained.

第6図は、上記実施例を使用した撮像装置の一例の概
略的構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example of an image pickup apparatus using the above embodiment.

同図において、撮像素子301は上記各実施例の構成を
有し、その出力信号Voutは信号処理回路302によってゲ
イン調整等の処理が行われ、NTSC信号等の標準テレビジ
ョン信号として出力される。
In the figure, the image pickup device 301 has the configuration of each of the above-described embodiments, and the output signal Vout is subjected to processing such as gain adjustment by the signal processing circuit 302 and output as a standard television signal such as an NTSC signal.

また、撮像素子301を駆動するための各種パルスφ、
電圧Vccおよび一定電圧Veはドライバ303によって供給さ
れ、ドライバ303は制御部304の制御によって動作する。
また、制御部304は撮像素子301の出力に基いて信号処理
回路302のゲイン等を調整するとともに、露出制御手段3
05を制御して撮像素子301に入射する光量を調整する。
Further, various pulses φ for driving the image sensor 301,
The voltage Vcc and the constant voltage Ve are supplied by the driver 303, and the driver 303 operates under the control of the control unit 304.
Further, the control unit 304 adjusts the gain of the signal processing circuit 302 based on the output of the image pickup device 301, and the exposure control unit 3
05 is controlled to adjust the amount of light incident on the image sensor 301.

上述したように、本発明による撮像素子301は入射光
の情報を正確に電気信号に変換しており、スメアのない
良質の画像が得られる。
As described above, the image pickup device 301 according to the present invention accurately converts the information of incident light into an electric signal, and a high-quality image without smear can be obtained.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように本発明による光電変換装置
は、過剰キャリア除去手段によってトランジスタの制御
電極領域に蓄積された過剰キャリアを自動的に除去する
ことができるために、過剰キャリアが隣接セルへ流出す
ることがなくなり、再生画像のスメアを防止することが
できる。
[Advantages of the Invention] As described in detail above, the photoelectric conversion device according to the present invention can automatically remove excess carriers accumulated in the control electrode region of the transistor by the excess carrier removal means. Will not leak to the adjacent cells, and smearing of reproduced images can be prevented.

又、過剰キャリア除去手段を主電極領域側に設けてい
るので、開口率を損なうことがない。
Moreover, since the excess carrier removing means is provided on the main electrode region side, the aperture ratio is not impaired.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明による光電変換装置の第1実施例の概
略的回路図、 第2図は、本実施例の動作を説明するためのタイミング
チャート、 第3図は、本発明の第2実施例の概略的回路図、 第4図(A)は、特願昭60-252653号に記載されている
光電変換セルの概略的平面図、第4図(B)は、そのA
−A線断面図、第4図(C)は、その等価回路図、 第5図は、第4図に示す光電変換セルを用いた参考例に
よる概略的回路図、 第6図は、上記実施例を使用した撮像装置の一例の概略
的構成図、 第7図(A)は、特開昭60-12759号公報〜特開昭60-127
65号公報に記載されている光電変換セルの概略的断面
図、第7図(B)は等価回路図である。 1……n基板 4……n-エピタキシャル層 6……素子分離領域 9……pベース領域 12……絶縁層 14、17……キャパシタ電極 15……n+エミッタ領域 19……エミッタ電極 21……コレクタ電極 103……出力ライン 105……出力アンプ D1〜Dn……ダイオード Qe1〜Qen……トランジスタ Lrh……一定電圧ライン
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of a photoelectric conversion device according to the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the present embodiment, and FIG. 3 is a second diagram of the present invention. FIG. 4A is a schematic plan view of a photoelectric conversion cell described in Japanese Patent Application No. 60-252653, and FIG. 4B is a schematic circuit diagram of the embodiment.
FIG. 4C is a sectional view taken along the line A, FIG. 4C is an equivalent circuit diagram thereof, FIG. 5 is a schematic circuit diagram according to a reference example using the photoelectric conversion cell shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 (A) is a schematic configuration diagram of an example of an image pickup apparatus using the example, which is disclosed in JP-A-60-12759 to JP-A-60-127.
FIG. 7 (B) is a schematic cross-sectional view of a photoelectric conversion cell described in Japanese Patent Publication No. 65-65, which is an equivalent circuit diagram. 1 ... n substrate 4 ... n - epitaxial layer 6 ... element isolation region 9 ... p base region 12 ... insulating layer 14, 17 ... capacitor electrode 15 ... n + emitter region 19 ... emitter electrode 21 ... … Collector electrode 103 …… Output line 105 …… Output amplifier D 1 to D n …… Diode Qe 1 to Qe n …… Transistor Lrh …… Constant voltage line

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体トランジスタの制御電極領域の電位
を制御することにより、前記制御電極領域に光励起によ
って発生したキャリアを蓄積し、該蓄積により発生した
蓄積電圧を前記半導体トランジスタの一方の主電極領域
から読出す方式の複数の光電変換セルを有する光電変換
装置において、 前記複数の光電変換セルの主電極領域を両端の電位差に
依存してスイッチ動作を行う半導体素子の一方の端に接
続すると共に、該半導体素子の他端には前記制御電極領
域に所定レベル以上の過剰キャリアが蓄積されたときに
該半導体素子が導通する所定の共通電位を接続すること
によって、前記制御電極領域の過剰キャリアを前記主電
極領域側から除去可能とした過剰キャリア除去手段を有
したことを特徴とする光電変換装置。
1. A carrier electrode generated by photoexcitation is accumulated in the control electrode region by controlling the potential of the control electrode region of the semiconductor transistor, and the accumulated voltage generated by the accumulation is stored in one of the main electrode regions of the semiconductor transistor. In a photoelectric conversion device having a plurality of photoelectric conversion cells of the method of reading from, while connecting the main electrode regions of the plurality of photoelectric conversion cells to one end of a semiconductor element that performs a switching operation depending on the potential difference between both ends, The other end of the semiconductor element is connected to a predetermined common potential that makes the semiconductor element conductive when excess carriers of a predetermined level or higher are accumulated in the control electrode region, thereby eliminating excess carriers in the control electrode region. A photoelectric conversion device having an excess carrier removing means that can be removed from the main electrode region side.
【請求項2】上記半導体素子は両端の電位差に依存する
電位障壁から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の光電変換装置。
2. The semiconductor element comprises a potential barrier that depends on a potential difference between both ends.
The photoelectric conversion device according to the item.
【請求項3】上記半導体素子はPN接合であることを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載の光電変換装置。
3. The photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the semiconductor element is a PN junction.
【請求項4】上記PN接合は、PN接合ダイオードであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の光電変換装
置。
4. The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein the PN junction is a PN junction diode.
【請求項5】上記半導体素子は両端の電位差が所定のレ
ベルを越えたときに導通状態となるトランジスタである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光電変換
装置。
5. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor element is a transistor which becomes conductive when the potential difference between both ends exceeds a predetermined level.
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