[发明专利]数模转换器、固态摄像器件以及相机系统

说明书

相关申请的相交引用

本申请包含与2009年4月24日向日本专利局申请的日本专利JP2009-105923相关的主题并要求其优先权，将该申请的全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及一种适用于以CMOS图像传感器为代表的固态摄像器件的DA转换器。本发明也涉及一种固态摄像器件和相机系统。

背景技术

通常说来，电流控制型数模转换器(以下简称“DA转换器(数模转换器)”)由多个生成恒定电流的基本电流源单元和设置为电流电压转换器的输出电阻构成。

图1A和图1B是说明电流控制型DA转换器的基本结构的原理图。

图1A表示基于地线GND的结构。图1B表示基于电源Vdd的结构。

基本上，DA转换器1a和DA转换器1b设计为包括基准电阻R1、计数器CNT1以及包括多个基本电流源单元的电流源I1。

在如图1A所示的基于地线型DA转换器1a中，基准电阻R1连接在地线GND侧上，而在如图1B所示的基于电源型DA转换器中，基准电阻R1连接在电源Vdd侧上。

在DA转换器1a和DA转换器1b中，对输入至计数器CNT1的时钟CLK进行计数，基于该计数值来确定电流源中所选的基本电流源单元的数量，并使产生的电流流入基准电阻R1，从而给电阻值的电压提供斜坡波形。

图2是表示基于地线型DA转换器的具体示例配置的电路图(例如参见披露了DA转换器，AD转换器和半导体装置的JP-A-2007-59991)。

如图2所示的基于地线型DA转换器包括模拟信号输出部2、增益控制信号生成部3、计数器解码器4以及增益解码器5。

模拟信号输出部2根据在计数器解码器4中解码的数字输入信号DI1的值来生成模拟信号。模拟信号输出部2对根据偏置电压Vbias而生成的模拟信号的增益进行调节，该偏置电压是作为增益控制信号从增益控制信号生成部3提供的。

如图2所示的模拟信号输出部2包括多个基本电流源单元2-1～2-n，各基本电流源单元包括差动晶体管和设置为该差动晶体管的电流源的晶体管。基本电流源单元2-1～2-n通过电流源晶体管的栅极接收公共的偏置电压。

在基于地线型DA转换器1a中，基本电流源单元2-1～2-n由p沟道MOS(PMOS)晶体管构成。

模拟信号输出部2包括选择输出线L01、非选择输出线NL01以及用作电流电压转换电路(IV转换电路)的输出电阻R2。

在基本电流源单元2-1～2-n中，差动晶体管的晶体管之一的漏极共同地连接至选择输出线L01，其他晶体管的漏极共同地连接至非选择输出线NL01。

选择输出线L01通过输出电阻R2连接至地线GND。非选择输出线NL01直接连接至地线GND。

根据来自计数器解码器4的解码信息来选择基本电流源单元2-1～2-n中的差动晶体管的晶体管之一。作为响应，将选定的基本电流源单元的电流输出相加，以产生流入选择输出线L01的输出电流Iramp。在输出电阻R2中将电流Iramp转换为电压信号后输出。

当根据来自计数器解码器4的解码信息来选择基本电流源单元2-1～2-n中的其他晶体管时，将选定的基本电流源单元的电流输出相加以产生通过非选择输出线NL01流入地线GND的非输出电流Iramp_minus。

增益控制信号生成部3生成作为增益控制信号的偏置电压Vbias，该增益控制信号取决于由增益解码器5解码的数字增益控制信号DGI1的值。

如图2所示的增益控制信号生成部3包括多个基本电流源单元3-1～3-n，各基本电流源单元包括差动晶体管和用于该差动晶体管的电流源晶体管。基本电流源单元3-1～3-n通过电流源晶体管的栅极接收对应于公共的参考电流的偏置电压。

在基于地线型DA转换器1a中，基本电流源单元3-1～3-n由n沟道MOS(NMOS)晶体管构成。

增益控制信号生成部3包括选择线L1、非选择线NL1以及用作IV转换电路的二极管接法的PMOS晶体管P3。

基本电流源单元3-1～3-n中的差动晶体管的晶体管之一的漏极共同连接至选择线L1，而其他晶体管的漏极共同连接至非选择线NL1。

选择线L1连接至PMOS晶体管P3的漏极和栅极，并且该连接节点连接至模拟信号输出部2中的基本电流源单元2-1～2-n的电流源晶体管的栅极。

具体地说，电流镜像电路由PMOS晶体管P3和基本电流源单元2-1～2-n的电流源晶体管构成。

非选择线NL1直接连接至电源Vdd。