[发明专利]数字模拟转换器、固体摄像器件及照相机系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2009年4月24向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-105929所公开的内容相关的主题，在此将该日本优先权专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种可应用于以CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器为代表的固体摄像器件中的DA(数字模拟)转换器，还涉及固体摄像器件和照相机系统。

背景技术

电流控制型数字模拟(digital-to-analog，DA)转换器(以下称为DA转换器)通常被配置成包括用于生成恒定电流的多个基本电流源单元以及用作电流电压转换器的输出电阻器。

图1A和图1B是示出了具有基本电流源单元的电流控制型DA转换器的示例性结构的图。

图1A示出了当使用地电位GND作为参考电位时DA转换器的示例性基本结构，并且图1B示出了当使用电源电位Vdd作为参考电位时DA转换器的示例性基本结构。

图1A所示的基本电流源单元C1-P～Cn-P各自都具有p沟道MOS(PMOS)晶体管P1至P3并具有输出电阻器R1。

图1B所示的基本电流源单元C1-N～Cn-N各自都具有n沟道MOS(NMOS)晶体管N1至N3并具有输出电阻器R1。

在基本电流源单元C1-P～Cn-P或C1-N～Cn-N中流动的电流的值由预定偏置电压Vbias决定。然后，选择晶体管对P2/P3或N2/N3从处于参考电位的电源线Vdd或接地线GND把电流供给至输出电阻器R1。

这样，通过使用输出电阻器R1作为多个基本电流源单元Cn的电流供给目的地，电流控制型DA转换器生成所期望的输出电压Vout。

图2是示出了具有参考电流生成部的DA转换器的具体示例和电路中的噪声传播路径的图。

图2所示的DA转换器对应于图1A所示的配置，并具有参考电流生成部B1。

在许多情况下，决定着基本电流源单元C1-P～Cn-P的电流值的偏置电压Vbias是通过由电流镜像电路建立的镜像连接而生成的，该电流镜像电路把通过参考电流生成部B1从表现出强烈温度或过程变化的恒定参考电压Vref生成的参考电流连接至基本电流源单元。

这种电流控制型DA转换器可用在将固体摄像器件(图像传感器)的模拟像素信号转换为数字信号的模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter，以下称为AD转换器)中，在上述固体摄像器件中，有多个单元像素布置成矩阵形式。

例如在专利文献JP-A-2000-152082、JP-A-2002-232291以及JP-A-2007-059991中公开了具有这种AD转换器的固体摄像器件的示例。

根据上述专利文献所公开的固体摄像器件，电压比较部把从各行或各像素中选出的模拟像素信号与均匀变化的参考电压(斜波RAMP)相比较以将其转换成数字信号。

此外，在上述固体摄像器件中，在比较操作的同时，计数器部进行计数操作，并且基于完成比较操作时的计数值来得到对应于像素信号的数字信号。

具体而言，专利文献JP-A-2000-152082公开了一种图像传感器，专利文献JP-A-2002-232291公开了一种模拟数字转换器及使用该模拟数字转换器的图像传感器，专利文献JP-A-2007-059991公开了一种DA转换器、一种AD转换器及一种半导体器件。

然而，在上述DA转换器中，电路中所产生的热噪声或1/f噪声叠加于所使用的参考电压Vref上，并且会通过基本电流源单元进行传播从而变成出现在输出信号中的噪声的一个来源。

为此，在许多情况下，为了抑制噪声的影响，在DA转换器中增设有低通滤波器(Low-Pass Filter，LPF)以限制参考电压Vref中所包含的噪声的带宽。

此外，参考电流生成部B1和基本电流源单元Cn本身都可能产生热噪声或1/f噪声，而这些热噪声或1/f噪声会变为出现在输出信号Vout中的噪声的另一来源。

因此，上述电流控制型DA转换器必须包括诸如LPF或带通滤波器(Band-Pass Filter，BPF)等组件，以抑制出现在参考电压Vref中的噪声的影响；具体而言，必须使用大的电容器或电阻器元件。

此外，上述DA转换器的一个问题在于：出现在参考电压Vref中的噪声或者在参考电流生成电路B1或基本电流源单元Cn中产生的噪声会导致在该DA转换器的输出信号Vout中出现的噪声，从而使输出信号Vout的精确度劣化。