JPH06181544A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH06181544A JPH06181544A JP43A JP33419892A JPH06181544A JP H06181544 A JPH06181544 A JP H06181544A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33419892 A JP33419892 A JP 33419892A JP H06181544 A JPH06181544 A JP H06181544A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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Abstract
れ入射光量に対応した電荷を蓄積する複数の静電誘導ト
ランジスタS11〜S33と、静電誘導トランジスタS11〜
S33のゲートに2値信号を加える垂直走査回路と、静電
誘導トランジスタS11〜S33のソースをバイアス用電源
に接続する第1のMOSスイッチQP1〜Q P3と、静電誘
導トランジスタS11〜S33のソースを接地に接続する第
2のMOSスイッチQR1〜QR3とを備えた構成とした。
本発明では、静電誘導トランジスタS11〜S33のソース
電圧を切り換えることにより、ゲート電圧は読出し期間
とリセット期間を共通にして2値で駆動できる。 【効果】回路構成が簡単となり、固体撮像装置のチップ
が小さくできる。従って安価な固体撮像装置を提供でき
る。
Description
誘導トランジスタ(SIT)を用いた固体撮像装置に関
する。
成図、図5に図4のSITイメージセンサを駆動する際
のタイミング図を示す。図5において、垂直ラインの選
択信号φG1,φG2,φG3は3値のパルス信号とすること
が必要である。すなわち、 VG1で示した−8V程度の電圧をSITのゲートに加
えると、SITは蓄積モードとして動作し、ゲート部に
入力光量に対応した電荷が蓄えられる。 たとえばφG1としてVG2で示した−2V程度の電圧を
加えると、1垂直ライン分のSIT(この場合はS11,
S12,S13)が読出しモードとして動作して、の期間
で蓄積された電荷に対応した電流が流れ、ソースに接続
された浮遊容量C V1,CV2,CV3を充電しソース電圧が
上昇する。ソース電圧が上昇してゲート電圧(ここでは
VG2)とソース電圧との差が小さくなると、SITはカ
ットオフするのでソース容量の充電が停止する。結局ソ
ース容量には入射光量に対応した電圧が充電される。こ
の時転送用MOSスイッチQT1,QT2,QT3をオンにし
ておくと、蓄積容量CT1,CT2,CT3にはそれぞれソー
ス容量CV1,CV2,CV3と同じ電圧が充電される。 QT1,QT2,QT3をオフにしてCT1,CT2,CT3を切
り離してから,リセット用MOSスイッチQR1, QR2,
QR3,をオンにしてSITのソースを接地し、SITの
ゲートにVG3で示した0V程度の電圧を加えると、SI
Tはリセットモードとして動作しゲート部に蓄積されて
いた電荷を放電して初期状態に戻る。
はで充電された信号電荷がそのまま残っているので、
この電圧を水平走査回路を通して読出しを行う。水平画
素分の読出しの終了後、 φG2を加えて2番目のラインの読出しを行う。この時
φG1の電圧はVG3になっているので1番上のラインは蓄
積モードになる。 以上の動作を垂直画素数分だけ繰り返す。
垂直駆動パルスはVG1,VG2,VG3の3値で駆動してい
た。
メージセンサにおいては、3値で駆動するための垂直走
査回路の回路構成が複雑であり、チップサイズが大きく
なるという問題点があった。垂直走査回路の出力段の一
例を図6で示す。 蓄積モードではシフト・レジスタからの電圧φN が高
電圧であり、NチャンネルMOSスイッチQ1 がオンに
なっている。Q1 のソースは電圧がVG1の電源に接続さ
れており、垂直走査回路の出力電圧はVG1となる。 読出モードではシフト・レジスタからの電圧φN が低
電圧になってQ1 はオフしPチャンネルMOSスイッチ
Q2 がオンになる。この時駆動信号φRDによってPチャ
ンネルMOSスイッチQ3 がオンになると、Q3 のソー
スは電圧がVG2の電源に接続されているのでSITのゲ
ートにはVG2が加えられる。 リセットモードでもシフト・レジスタからの電圧φN
が低電圧になっており、Q1 はオフしQ2 がオンになっ
ている。この時、駆動信号φRSによってPチャンネルM
OSスイッチQ4 がオンになると、Q4 のソースは電圧
がVG3の電源に接続されているので出力電圧はVG3とな
ってSITのゲートにはVG3が加えられる。
垂直走査回路には水平画素数分のSITのゲートが接続
されている。図4では簡便のため3画素しか示していな
いが、実用的イメージセンサでは数百画素分を駆動する
必要がある。したがって、負荷容量が大きく所定の時間
内で信号が立ち上がるために比較的大きいサイズのMO
Sが使用されている。
的にPチャンネルMOSの相互コンダクタンスはNチャ
ンネルMOSの半分程度であり、等価抵抗が2倍程度と
なるが、加えるパルス信号の立ち上がりと立ち下がり時
間を等しくする為、PチャンネルMOSの等価抵抗をN
チャンネルMOSの等価抵抗と同じにする必要がある。
しかも、図6の構成ではPチャンネルMOSが2段直列
になっているので、Q1と特性をそろえるためには1段
当たりの等価抵抗をNチャンネルMOSの1/2にする
ことが必要である。MOSの等価抵抗はゲート幅(W)
とゲート長(L)の比(W/L)で与えられるが、一般
にゲート長は半導体の製造プロセスで許容される最小値
になっているので、等価抵抗を1/2にするためにはゲ
ート幅を2倍にすることが必要であり、その面積(W×
L)は2倍になる。
Sの面積をSとすると、PチャンネルMOS1個の面積
は4Sが必要であり、それが3個必要であるので12S
の面積が必要となり、NチャンネルMOSと合わせると
全部で13Sが必要である。以上の様に従来のSITイ
メージセンサでは、垂直走査回路の出力段の構成が複雑
で面積が大きくなり、結果としてチップサイズが大きく
なるという問題点があった。
することを目的とする。
発明の固体撮像装置は、マトリクス状に配置され、その
ゲートにそれぞれ入射光量に対応した電荷を蓄積する複
数の静電誘導トランジスタと、前記静電誘導トランジス
タのゲートに2値信号を加える垂直走査回路と、前記静
電誘導トランジスタのソースをバイアス用電源に接続す
る第1のMOSスイッチと、前記静電誘導トランジスタ
のソースを接地に接続する第2のMOSスイッチとを備
えた構成とした。
のソース電圧を切り換えることにより、ゲート電圧は読
出し期間とリセット期間を共通にしてゲート電圧を蓄積
期間と読出し/リセット期間の2値で駆動できる。
を図1で、図1のイメージセンサのタイミング図を図2
で示す。 SITのゲートにVG1で示した−8V程度の電圧を加
えると、SITは蓄積モードとして動作し、ゲート部に
は入力光量に対応した電荷が蓄えられる。 読出の直前にφPRによってMOSスイッチQP1,
QP2,QP3をオンにすると、画素を構成する各SITの
ソースラインは2V程度のバイアス電圧VPRに充電され
る。このときφSTによってMOSスイッチQT1,QT2,
QT3をオンにしておくと蓄積容量CT1,CT2,CT3もV
PRに充電される。 つぎに読出し動作を行うが、この時のSITのゲート
に加える電圧は従来例のリセット電圧VG3に相当する0
V程度とする。このようにしてもSITのソースがVPR
になっているのでゲート・ソース間の電圧(VGS)は従
来の読出し時の電圧に等しく、SITは読出しモードと
して動作し、蓄積されている電荷に対応した電流が流れ
てソース電圧が上昇するが、やがてVGSが小さくなりS
ITはカットオフする。したがって、蓄積容量に充電さ
れている電圧は、蓄積されている電荷に対応した分だけ
上昇した電圧になって停止する。 転送用のMOSスイッチQT1,QT2,QT3をオフにし
て蓄積容量を切り離したのちに、リセット用のMOSス
イッチQR1,QR2,QR3をオンにしてSITのソースを
接地に接続し、SITのゲートを0V程度のVG3とする
と、従来例のリセットモードと同様の動作により、SI
Tのゲートに蓄積されていた電荷は放電される。この時
には、蓄積容量にはで充電された電圧が残っているの
で水平走査信号φ H1〜φH3によって順次読みだす。水平
ラインの読出しの終了後、 次の垂直ラインの読出しを行うことは、従来と同じで
ある。
サの1画素だけに着目した回路図を図3で示す。動作
は、 蓄積期間には、SITのゲート電圧はVG1であり従来
と変わらない 読出し期間の直前にφPRによってNチャンネルMOS
スイッチQ2 をオンにして、SITのソース電圧を+2
V程度の電源VPRに接続し、同時にφSTによってNチャ
ンネルMOSスイッチQ1 をオンにして蓄積容量CT も
同じ電圧に充電した後にQ2 をオフにする。その後にゲ
ート電圧を従来例のリセット電圧に相当する0V程度の
VG3にするが、このときソース電圧は予め従来の例より
2V高い電圧に充電されているので、ゲート・ソース間
の電圧は従来例より2V程度低く、SITは読出しモー
ドとして動作し、ソース電圧は蓄積された電荷に比例し
た電圧に上昇し、蓄積容量CT を充電する。すなわちC
T は信号電荷に対応した電圧に充電される。 Q1 をオフにしてCT を切り離した後のリセット期間
では、ゲート電圧を読出し時と同様に従来のVG3に相当
する0V程度の電圧にするが、同時にソース電圧をNチ
ャンネルMOSスイッチQ3 を通して接地する。すると
この時は従来のイメージセンサにおけるリセット時と同
じ電圧にバイアスされるので、ゲート部に蓄えられてい
た電荷が放電されて初期状態になる。に戻って繰り返
す。
垂直走査回路の出力段はインバータで良く、それぞれ1
個のNチャンネルMOSとPチャンネルMOSで構成で
きる。インバータで必要な面積は従来例と同じようにN
チャンネルMOSの面積をSとすると、PチャンネルM
OSの2Sと合わせて3Sで良いので出力段の面積が1
3Sから3Sに大幅に縮小できる。
ャンネルMOSが必要であり、また一般的にゲート容量
よりソース容量の方が2倍程大きいので2S程度の面積
の追加が必要である。総合して比較すると、従来例では
垂直走査回路で13S、ソース回路で2Sの合計15S
となり、本発明の構成では垂直走査回路で3S、ソース
回路で4S、合計7Sとなる。従来例に比べると小さな
面積のイメージセンサの製作が可能になる。
成が簡単となり、固体撮像装置のチップが小さくでき
る。従って安価な固体撮像装置を提供できる。
構成図。
タイミング図。
画素部の回路図。
出力段回路図。
Claims (1)
- 【請求項1】マトリクス状に配置され、そのゲートにそ
れぞれ入射光量に対応した電荷を蓄積する複数の静電誘
導トランジスタと、 前記静電誘導トランジスタのゲートに2値信号を加える
垂直走査回路と、 前記静電誘導トランジスタのソースをバイアス用電源に
接続する第1のMOSスイッチと、 前記静電誘導トランジスタのソースを接地に接続する第
2のMOSスイッチとを備えることを特徴とする固体撮
像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP43A JPH06181544A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP43A JPH06181544A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06181544A true JPH06181544A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18274642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP43A Pending JPH06181544A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06181544A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1267411A2 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiographic image pickup apparatus and method of driving the apparatus |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP43A patent/JPH06181544A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1267411A2 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiographic image pickup apparatus and method of driving the apparatus |
EP1267411A3 (en) * | 2001-06-07 | 2006-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiographic image pickup apparatus and method of driving the apparatus |
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