TW200843492A - Solid-state imaging device and electronic apparatus provided with the same - Google Patents
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Description
200843492 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種固體攝像裳置，特別係關於一種且有 固體攝像元件之固體攝像裂置及具備其之電子機器，I述 •固體攝像元件係輸出部之最終段包含源極隨搞電路。 【先前技術】 -般而言’固體攝像元件之輸出部包含源極_路， 肖該源極隨搞電路之負荷部-起設置於-半導體封裝内。 ( 纟且，在先前之-般固體攝像元件中，由於無論固體攝像 元件係何種狀態，輸出部之源極隨耦電路之負荷部始終向 源極隨耦電路之驅動電晶體供給電流，故固體攝像元件發 、熱，產生S/Ν之惡化及暗時輸出不均、白缺陷。 [專利文獻1]日本特開2〇〇2_335449號公報 [專利文獻2]日本特開平4_29 1581號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題]
U 因此，為提高性能需要抑制因發熱所引起之性能惡化。 又，從省能源化之觀點考慮亦需降低消耗電流。
- 專利文獻1所揭示之固體攝像元件，係將包含驅動MOS ' 電晶體DM1〜DM3及負荷電晶體LM1〜LM3之3段源極隨耦 電路之輸出部内建於固體攝像元件，將控制在輸出部流動 之電流之電流控制用MOS電晶體Tr 1設置於負荷MOS電晶 體LM1〜LM3之源極側，對電流控制用MOS電晶體Trl之閘 極施加控制時脈，該控制時脈係以垂直傳送時脈2 (在固 127273.doc 200843492 -象元件之“號儲存期間成為Low偏壓、在固體攝像元 件=仏唬輸出期間成為High偏壓之脈衝）代用，藉此抑制 :固體攝像元件之信號儲存期間内流向輸出部之電流(參 圖）然而，由於專利文獻1所揭示之固體攝像元件係 ‘ 冑輸^内建於固體攝像元件，故不能抑制因發熱所引起 • 丨此心、化。並且，專利文獻1所揭示之固體攝像元件， :寺U在於·藉由將控制在輸出部流動之電流之電流控制 (、=構（電机控制用M0S電晶體Trl)設置於固體攝像元件内 邛，來實現簡易之構成（參照專利文獻1之段落〇〇〇9及 0012) 〇 。專利文獻2所揭示之固體攝像元件，因為輸出部之最終 :史包含源極隨耦電路，且將輸出部之最終段之恆定電流源 P (匕3負荷電晶體Qd、電阻Ra、及定電壓機構E之電路） 。又置於固體攝像几件外部，故可以抑制因固體攝像元件之 信號儲存期間及信號輸出期間之發熱所引起之性能惡化 Ο (參照圖3)。然而，由於成為輸出部之源極隨耦電路之恆定 電流源之負荷電晶體Qb、_分別一直向源極隨輕電路 之驅動電晶體Qa、QC供給電流，故不能謀求降低消耗電 流。 . _本發明係蓥於前述情形，其目的在於提供—種固體攝像 70件及具備其之電子機器，該固體攝像元件係可以謀求抑 制因發熱所引起之性能惡化並降低消耗電流。 [解決問題之技術手段] 為了達成前述目的，本發明之固體攝像裝置構成為包 127273.doc 200843492 括：固體攝像元件，其係輸出部之最玖 路；負荷部’其係成為前述輸出部之最二== 路之負荷，·及控制電路，其係控制前述負^ 非前述固體攝像元件之信號輸出期間時 = 件。 卜接於則述固體攝像元
O ί； 依照該構成’因為係將成為固體攝 終段之源極隨㈣路之負荷之負荷部外輪出攝= 件，故可以謀求抑制因發熱所引起之性能惡化。=: 該構成，因為在並非固體攝像元件之信 、 止或降低流入負荷部之電流，故可以^求 =^間時’截 又，在前述構成之@體攝像I ’、# ^4耗電流。 荷部與前述控制電路積集-晶片之積體電二:：： 丽述積體電路及前述固體攝像元件。 ι否 又，在前述各構成之固體攝像裝置中，亦 係怪定電流源部；且前述控制部控制 ”::部 =並非前述固體攝像元件之信號輸出期間二 =:二 =電流源部之…流，在係前述固體攝 =55 虎輸出期間時’前述怪定電流源部輸出值定電 並且’亦可前述恆定電流源部具備 :!荷電晶體之控制端子施加恆定電塵之恆:電二前 刖述控制電料制前㈣定電 ， 固體攝像元件之輪 讀在並非琢述 出間帥，前述恆定電壓電路成為 127273.doc 200843492 間 1出：止狀態，在係前述固體攝像元件之信號輸出期 時，前述恆定電壓電路輸出恆定電壓。 再者，亦可前述丨1定電壓t路具備外接於前述恆定電流 '原P本體之外接電阻，且根據前述外接電阻之電阻值，寸 述怪定電壓電路所輸出妹定電隸可變。依照該構成刖 =使係前述固體攝像元件之設定不同時，亦可謀求前述怪 定電流源部本體之共通化。
又，在前述各構成之固體攝像裝置中，亦可前述控制電 路根據從外部供給之控制信號（例如向前述固體攝像元件 供給各種驅動脈衝信號之驅動電路之輸出信號），控制前 述負荷部。 又，為了達成前述目的，本發明之電子機器係構成為包 括前述各構成之固體攝像裝置。 [發明之效果] 依照本發明，在固體攝像裝置中，因為係將成為固體攝 像元件之輸出部之最終段之源極隨耦電路之負荷之負荷部 外接於固體攝像元件，在並非固體攝像元件之信號輸出期 ]夺截止或降低流入負荷部之電流，故可以實現一種固 體攝像裝置及具備其之電子機器，該固體攝像裝置係可以 谋求抑制因發熱所引起之性能惡化並降低消耗電流。 【實施方式】 以下參照圖式對本發明之實施形態進行說明。作為本發明 之固體攝像裝置，此處以CCD影像感測器為例進行說明。 於圖1顯示本發明之CCD影像感測器之概略構成例。圖i 127273.doc 200843492 所不之CCD影像感測器具備輸出部係2段源極隨耦電路之 固體攝像元件。前述固體攝像元件係包含：各像素之光電 一極體（未圖示）；垂直方向傳輸用CCD(未圖示）；水平方 向傳輸用CCD(未圖示）；設置於水平方向傳輸用ccd與輸 * 出部之間之浮動擴散（未圖示）；用於重設浮動擴散之重設 • 電晶體（未圖示）；輸出部之第1段驅動電晶體Qa ;輸出部 之第1段負荷電晶體Qb ;輸出部之第2段驅動電晶體Qc ; 及分壓電路（未圖示），其係將施加電源電壓vec之外部端子 與連接於接地之外部端子之間之電壓分壓所得到之恆定電 壓Vgg施加於第1段負荷電晶體Qb之閘極；且被積集於第J 半導體封裝1内之1晶片之積體電路。成為成為前述固體攝 像元件之第2段源極隨耦電路之負荷之恆定電流源係外接 於第1半導體封裝1。如此，圖W示之CCD影像感測器因 為成為珂述固體攝像元件之最終段源極隨耦電路之負荷之 恆定電流源部（成為前述固體攝像元件之第2段源極隨耦電 Q 路之負荷之恆定電流源）外接於前述固體攝像元件，故可 以谋求抑制因發熱所引起之性能惡化。 成為前述固體攝像元件之第2段源極隨耦電路之負荷之 - ^定電流源係包含：第2段負荷電晶體之NpN電晶體 弘阻5、及向NPN電晶體Q4之基極供給恆定電壓之恆定電 壓电路。向NPN電晶體Q4之基極供給恆定電壓之恆定電壓 電路係包含：電阻rUR4、二極體m、卿電晶體如及 Q3、及外接電阻R6 ;且除外接電阻R6外之所有構成零件 被積集於第2半導體封裝2内之丨晶片之積體電路，外接電 127273.doc -10- 200843492 阻R6外接於第2半導體封裝2。 圖1所不之CCD影像感測器亦具有控制電路，其係控制 向NPN電晶體q4之基極 土嵇仏、、、口〖互疋电壓之恆定電壓電路之輸 出乃至成為前述固體攝像元件之第2段源極隨減路之負 荷之恒定電流源之輸出。該控制電路係包含電阻以及 R2、及NPN電晶體Q1 ’且所有構成零件被積集於第2半導 體封裝2内之1晶片之積體電路。 又，圖1所示之CCD影像感測器亦具有緩衝電路，其係 阻抗變換前述固體攝像元件之輸出信號ν_。該緩衝電路 係包含外接電阻R7及NPN電晶體Q5，且卿電晶體Q5被 積集於第2半導體封裝2内之以片之積體電路，外接電阻 R7外接於第！半導體封裝1及第2半導體封裝2。 其次，對第2半導體封裝2内之電路構成進行說明。NpN 電晶體Q1之基極係經由電阻R1連接於外部端子丁丨，經由 電阻R2連接於外部端子T2。向外部端子T1供給控制信號 STBY，外部端子T2係連接於接地。NpN電晶體Q1之射極 係連接於外部端子T2，NPN電晶體Q1之集極係連接於外部 端子T3、NPN電晶體Q2之集極、及NPN電晶體Q3之基 極。外部端子T3係連接於外接電阻R6之一端，向外接電阻 R6之另一端施加電源電壓Vcc。 NPN電晶體Q2之射極係經由電阻r3連接於外部端子 T2 ’ NPN電晶體Q2之基極係連接於NPN電晶體Q3之射 極、NPN電晶體Q4之基極、及二極體D1之陽極。二極體 D1之陰極係經由電阻R4連接於外部端子丁2，NPN電晶體 127273.doc 200843492 Q4之射極係經由電阻r5連接於外部端子τ2。 ΝΡΝ電晶體Q4之集極係連接於外部端子丁4。ΝρΝ電晶體 Q3之集極係連接於外部端子丁6及νρν電晶體卩5之集極。 ΝΡΝ電晶體Q5之基極係連接於外部端子Τ5，ΝρΝ電晶體 Q5之射極係連接於外部端子Τ7。外部端子丁4係連接Ζ連 接有第1半導體封裝1之第2段驅動電晶體之外部端子、及 外接電阻R7之一端。外部端子Τ5係連接'於外接電阻”之 另一端，向外部端子Τ6施加電源電壓ν“。外部端子丁7係 連接於後段之信號處理冗之輸入端子，其係内建有抽樣保 持部或A/D變換部等。 其次，對前述構成之成為前述固體攝像元件之第2段源 極隨耦電路之負荷之恆定電流源及控制電路之動作進行說 明、。供給外部端子T1之控制信號stby係以下信號··在並 非w述固體攝像元件之信號輸出期間時成為High位準，在 河述固體攝像元件之信號輸出期間内成為L〇w位準。控制 信號STBY可以利用驅動電路之輸出信號（例㈣直咖驅 動脈衝）’該驅動電路係向前述固體攝像元件供給各種驅 動脈衝信號。 因為在並非前述固體攝像元件之信號輸出期間時，供給 外部端子丁！之控制信號STBY成為啊位準，NpN電晶體 Q1成為ON狀態，故卿電晶體帆基極成為接地電位， NPN電晶體q3成為⑽狀態。藉此，因為包含電阻幻及 R 4、—極體 D1、N P N 雷曰，r? a 笔日日體Q2及Q3、及外接電阻R6之恆 定電覆電路成為輸出停止狀態，不向NPN電晶體Q4之基極 127273.doc -12- 200843492 二Ή成為前述固體攝像元件之第2段源極隨 _之負荷之怪定電流源成為輸出停止狀態。如此，圖 1所示之CCD影像感測器因為在並非前述固體攝像元件之 μ輸出期間時’成為前述固體攝像元件之最終段源極隨 搞電路之負荷之恆定電流源（成為前述固體攝像元件之第2 段源極隨輕電路之負荷之怪定電流源)成為輸出停止狀 態，故可以謀求降低消耗電流。 (
另-方面，在係前述固體攝像元件之信號輸出期間時， 向外部端子T1供'給之控制信號STBY成為Low位準，卿電 晶體Q1成為OFF狀態。藉此’因為包含電阻们及以、二極 體D1 NPN電晶體Q2及Q3、及外接電阻R6之十亙定電壓電 路向NPN電晶體Q4之基極供給㈣電壓，故成為前述固體 攝像元件之第2段源極隨耦電路之負荷之怪定電流源輸出 恆定電流。 並且，在圖1所示之CCD影像感測器中，藉由變更外接 電阻R6之電阻值設定，可以變更包含電阻…及以、二極 體Dl、NPN電晶體Q2及Q3、及外接電阻R6之恆定電壓電 路供給NPN電晶體Q4之基極之恆定電壓值，乃至成為前述 固體攝像元件之第2段源極隨耦電路之負荷之恆定電流源 所輸出之恆定電流值。因此，即使第1半導體封裝1之規袼 不同時，亦可僅以變更外接電阻尺6之電阻值設定來對應， 可以謀求第2半導體封裝2之共通化。 又’作為本發明之電子機器之一構成例，可舉出以下構 成：具備圖1所示之CCD影像感測器、設置於前述CDD影 127273.doc -13 - 200843492 像感測器之後段之信號處理IC、使來自被拍攝體之像成像 於前述CCD影像感測器上之光學透鏡、及向設置於前述 CCD影像感測器之固體攝像元件供給各種驅動脈衝信號之 驅動電路。作為本發明之電子機器之例，可舉出附帶攝像 機之行動電話、數位攝像機、監視攝像機等。 [產業上之可利用性] 本發明之固體攝像裝置可以裝入數位相機、電影攝像機 等各種電子機器而利用。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之CCD影像感測器之概略構成例之 圖。 圖2係顯示先前之固體攝像元件之輪出部之構成例之 圖。 圖3係顯示先前之固體攝像元件之輪出部之其他構成例 之圖。 【主要元件符號說明】 1 第1半導體封裝 2 第2半導體封裝 Q〜Q5 NPN電晶體 Qa 輸出部之第1段驅動電晶體 Qb 輸出部之第1段負荷電晶體 Qc 輸出部之第2段驅動電晶體 R〜R5 電阻 R6、R7 外接電阻 127273.doc -14-
Claims (1)
- 200843492 十、申請專利範圍： L 一種固體攝像裝1，其特徵在於包括： 固體攝像元件，其係輸出 路，· 、奴包含源極隨耦· 貞荷。p ’其係成為前述輸出部之最、 路之負荷；及 〜又之源極隨耦電 控制電路’其係控制前述負荷部 體攝像元件之信號輸出期間時，截 述固 f : 荷部之電流；且 X降低机入前述負 前述負荷部外接於前述固體攝像元件。 2·如請求項1之固體攝像裝置，農 前述控制電路積集於i晶片之積：將前述負荷部與 述積體電路及前述關攝像元件。電路’且至少包含前 3·如請求項1之固體攝像裝置，其中 前述負荷部係恆定電流源部；且 ί 前述控制部控制前述恆定電流源# m胁m你 L，原部，以便在並非前述 口體攝像7G件之信號輸出期間 〜雨、▲、 戮止或降低流入前述 恆疋電 源部之恆定電流，在 + , 述固體攝像元件之信 輸出』間時，前述怪定電流源部輸出怪定電流。 4·如請求項2之固體攝像裝置，其中 前述負荷部係恆定電流源部；且 前述控制部控制前述怪定電流源部，以便在並非前述 固體攝像元件之信號輸出期間 U于截止或降低流入前述 電流源部之怪定電流，在係前述固體攝像元件之信 127273.doc 200843492 5如二出』間時’前述恆定電流源部輸出恆定電流。 .:求項3之固體攝像裝置，其巾前述恆定電流源部包 ^荷電晶體，及向前述負荷電晶體之控制端子施加恒 A t壓之忮定電壓電路；且 二述控制電路控制前述恆定電壓電路，以便在並非前 ^體攝像①件之信號輸出期間時，前述怪定電壓電路 停止狀態’在係前述固體攝像元件之信號輸出 …時’剛述恆定電壓電路輪出^電壓。 I ^㈣4之固體攝像裝置’其中前述Μ電流源部包 電晶體’及向前述負荷電晶體之控制端子施加恆 疋電壓之恆定電壓電路；且 制電路控制前述恆定電壓電路，以便在並非前 成：攝像元件之信號輸出期間時，前述怪定電壓電路 期間：出：止狀f ’在係前述固體攝像元件之信號輸出 "T則述恆定電壓電路輸出恆定電壓。 I 項5之固體攝像裝置’其中前述怪定電壓電路包 ::於前述恆定電流源部本體之外接電阻，且根據前 電壓值可變。 刚述恆-電壓電路所輸出之怪定 8. 項6之固體攝像裝置，其中前粒定電壓電路包 述外接電阻之電阻Γ:::Γ體之外接電阻’且根據前 電壓值可變。 4恆-電屡電路所輸出之悝定 9. 如請求項1之固體攝像裝置’其中前述控制電路係根據 127273.doc Ο ϋ 200843492 從外部供給之控制信號， ιο.如請求項2之固體攝像裝置，4 。 從外部供給之_錢，㈣前=述㈣電路係根據 ".如請求項3之固趙攝像裝置荷部。 12如從::供給之控制信號，控制前述I:制電路係根據 .如b求項4之固體攝像裝置，1 從外部供給之控制信號，控㈣述;=制電路係根據 I3·如請求項5之固體攝像裝 從外部供仏之，、令别返控制電路係根據 、，Ό之控•號，控制前述負荷部。 14·如請求項6之固體攝像裝置，其中前述控制 攸外部供給之控制信號，控制前述負荷部。 ^ 15.如請求項7之固體攝像妒罟 m 像凌置其中刖述控制電路係根據 #供給之控制信號，控制前述負荷部。 16·=項8之固體攝像裝置’其中前述控制電路係根據 卜4供給之控制信號，控制前述負荷部。 17·種電子機器，其特徵在於：其係包括如請求項 中任一項之固體攝像裝置。 127273.doc
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