JP7465350B2 - センサフロントエンドのための電荷感受性増幅器回路 - Google Patents
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Description
電荷感受性増幅器回路1の可能な実施形態によれば、制御回路30は、電荷感受性増幅器回路の入力ノードIに結合された入力側と、入力電荷のレベルに応じて、第1の転送スイッチ10を制御するための信号CS1及び/または第2の転送スイッチ20を制御するための制御信号CS2を生成するための出力側とを有する少なくとも1つの増幅器31を含み得る。少なくとも1つの増幅器31は、演算相互コンダクタンス増幅器(operational transconductance amplifier)として構成され得る。
2 センサ
3 変換回路
10 第1の転送スイッチ
20 第2の転送スイッチ
30 制御回路
31 増幅器
32 レベルシフター
33 抵抗器
34 負荷コンデンサ
100 画像センサ回路
D1 感光性セル/フォトダイオード
I 入力ノード
O 出力ノード
CS1、CS2 制御信号
Claims (12)
- センサフロントエンドのための電荷感受性増幅器回路であって、
入力電荷を受け取るためにセンサ(2)に接続される入力ノード(I)、
電荷変換回路(3)に接続される出力ノード(O)、
前記入力電荷を前記出力ノード(O)に転送するために、前記入力ノード(I)と前記出力ノード(O)の間に配置された第1の転送スイッチ(10)、
前記入力電荷を前記出力ノード(O)に転送するために、前記入力ノード(I)と前記出力ノード(O)との間に、前記第1の転送スイッチ(10)と並列に配置された第2の転送スイッチ(20)、
前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)のそれぞれの導電率を制御するための第1の制御信号(CS1)及び第2の制御信号(CS2)を生成するための制御回路(30)を含み、
前記制御回路(30)は、前記入力電荷を前記入力ノード(I)から前記出力ノード(O)に転送するために、前記第1の転送スイッチ(10)の転送時間中に前記第1の転送スイッチ(10)を制御するための前記第1の制御信号、及び前記第2の転送スイッチ(20)の転送時間中に前記第2の転送スイッチ(20)を制御するための前記第2の制御信号(CS2)を生成するように構成され、
前記制御回路(30)は、前記第1の転送スイッチ(10)を制御するための前記第1の制御信号(CS1)及び前記第2の転送スイッチ(20)を制御するための前記第2の制御信号(CS2)を生成するように構成され、それぞれの前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)を、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)の前記それぞれの転送時間中に時間依存動作状態で動作するようにし、
前記制御回路(30)は、前記入力ノード(I)に結合された入力部と、前記入力電荷のレベルに応じて、前記第1の転送スイッチ(10)を制御するための前記第1の制御信号(CS1)及び/又は前記第2の転送スイッチ(20)を制御するための前記第2の制御信号(CS2)を生成する出力部とを有する、少なくとも1つの増幅器(31)を含み、
前記第1の転送スイッチ(10)は第1のトランジスタ(10)を備え、
前記第2の転送スイッチ(20)は第2のトランジスタ(20)を備え、
前記第1の転送スイッチ(10)および前記第2の転送スイッチ(20)の、それぞれの転送時間の開始時は、前記第2のトランジスタ(20)の導電率は、前記第1のトランジスタ(10)の導電率よりも高く、前記第1の転送スイッチ(10)および前記第2の転送スイッチ(20)の、それぞれの転送時間の終了時は、前記第2のトランジスタ(20)の導電率は、前記第1のトランジスタ(10)の導電率よりも低い、
前記電荷感受性増幅器回路。 - 前記制御回路(30)は、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)を制御するため、前記第1の制御信号(CS1)及び前記第2の制御信号(CS2)を生成するように構成され、前記第1の転送スイッチ(10)の導電率及び前記第2の転送スイッチ(20)の導電率が、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)のそれぞれの転送時間の終了フェーズよりも、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)の前記それぞれの転送時間の開始時に高くなり、
前記制御回路(30)は、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)を制御するため、前記第1の制御信号(CS1)及び前記第2の制御信号(CS2)を生成するように構成され、前記第1の転送スイッチ(10)の導電率及び前記第2の転送スイッチ(20)の導電率が、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)の前記それぞれの転送時間の開始から、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)の前記それぞれの転送時間の前記終了フェーズまで継続的に減少する、
請求項1に記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)の前記それぞれの転送時間の終了時は、前記第2の転送スイッチ(20)は非導電状態で動作し、前記第1の転送スイッチ(10)は低導電状態で動作する、
請求項1または2に記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)は、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)のそれぞれの導電率が、前記第1の制御信号(CS1)及び前記第2の制御信号(CS2)のレベルが前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)のそれぞれの閾値電圧より上または下であることに依存するように、構成される、
請求項1から3のいずれかに記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記制御回路(30)は、前記第2の転送スイッチ(20)を制御するための前記第2の制御信号(CS2)とは別のレベルで、前記第1の転送スイッチ(10)を制御するための前記第1の制御信号(CS1)を生成するように構成され、
前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)の前記閾値電圧は同じである、
請求項4に記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記制御回路(30)は、前記第2の転送スイッチ(20)を制御するための前記第2の制御信号(CS2)と同じレベルの、前記第1の転送スイッチ(10)を制御するための前記第1の制御信号(CS1)を生成するように構成され、
前記第1の転送スイッチ(10)の前記閾値電圧が前記第2の転送スイッチ(20)の前記閾値電圧とは異なる、または
前記第1の転送スイッチ(10)に印加される第1のバルクバイアス電圧が、前記第2の転送スイッチ(20)に印加される第2のバルクバイアス電圧とは異なる、
請求項4に記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記制御回路(30)は、前記第1の転送スイッチ(10)及び前記第2の転送スイッチ(20)を制御するための前記第1の制御信号(CS1)及び前記第2の制御信号(CS2)を生成するように構成され、前記第2の転送スイッチ(20)の前記転送時間の前記終了フェーズは、前記第1の転送スイッチ(10)の前記転送時間の前記終了フェーズの前に終了する、
請求項2に記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記制御回路(30)は、異なる閾値または異なるバルク電圧または異なる形状を有する、2を超える転送スイッチを含む、
請求項1から7のいずれかに記載の電荷感受性増幅器回路。 - 前記制御回路(30)は、前記少なくとも1つの増幅器(31)の利得を調整するように構成され、前記少なくとも1つの増幅器(31)の前記利得は前記転送時間の前記終了フェーズよりも前記転送時間の開始時が高い、
請求項2又は7に記載の電荷感受性増幅器回路。 - センサ回路であって、
センサ(2)、
電荷変換回路(3)、及び
請求項1から9のいずれかに記載の電荷感受性増幅器回路(1)、を含み
前記電荷感受性増幅器回路(1)の前記入力ノード(I)は前記センサ(2)に接続され、前記電荷感受性増幅器回路(1)の前記出力ノード(O)は前記電荷変換回路(3)に接続される、
前記センサ回路。 - 前記センサ(2)が複数の感光性セル(D1)を含む光学センサ(2)として構成され、
前記光学センサ(2)は、前記感光性セル(D1)が順次読み取られるように制御されることができ、前記感光性セル(D1)のそれぞれの電荷は、前記電荷感受性増幅器回路(1)の前記入力ノード(I)に印加され、前記電荷変換回路(3)に転送される、
請求項10に記載のセンサ回路。 - 前記センサ(2)が複数の容量性センサセルを含む容量性センサとして構成され、
前記容量性センサは、前記容量性センサセルが順次読み取られるように制御され、前記容量性センサセルのそれぞれの電荷が、前記電荷変換回路(3)に転送される前記電荷感受性増幅器回路(1)の前記入力ノード(I)に印加される、
請求項10に記載のセンサ回路。
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