[发明专利]具有补充电容性耦合节点的图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，其包括：

像素阵列，其包含多个像素单元，每一像素单元包含：

浮动扩散“FD”节点；及

光敏元件，其经耦合以选择性地将图像电荷传送到所述FD节点；

位线，其经耦合以选择性地传导从所述像素单元的第一群组输出的图像数据；

补充电容节点线，其耦合到所述像素单元的第二群组的所述FD节点；及

补充电容电路，其耦合到所述补充电容节点线以响应于控制信号而选择性地将补充电容添加到所述第二群组的所述像素单元中的每一者的所述FD节点。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述像素单元中的每一者进一步包括：

电容器，其具有耦合到所述FD节点的第一端子及耦合到所述补充电容节点线的第二端子，以使得所述电容器串联耦合于所述FD节点与所述补充电容节点线之间。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述补充电容电路包括多重转换增益“MCG”电路，所述MCG电路包括：

第一晶体管，其具有耦合于所述位线与所述补充电容节点线之间的沟道，所述第一晶体管具有经耦合以对所述控制信号作出响应的控制端子；及

第二晶体管，其具有耦合到所述补充电容节点线的沟道，所述第二晶体管具有经耦合以对所述控制信号作出响应的控制端子。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述第二晶体管的所述沟道耦合于所述补充电容节点线与参考电压轨之间。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述第一晶体管包括具有经耦合以接收所述控制信号的栅极的NMOS晶体管，且所述第二晶体管包括也具有经耦合以接收所述控制信号的栅极的PMOS晶体管，以使得当所述补充电容节点线经由所述第一晶体管耦合到所述位线时，由所述第二晶体管将所述补充电容节点线与所述参考电压轨解耦。

6.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述MCG电路进一步包括：

放大器，其具有耦合到所述位线的输入及耦合到所述第二晶体管的所述沟道的输出，以使得所述第二晶体管的所述沟道耦合于所述放大器的所述输出与所述位线之间。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述放大器包括负增益放大器。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括：

取样与保持电路，其耦合到所述位线以对从所述第一群组的所述像素单元中的每一者输出的所述图像数据进行取样与保持。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述控制信号包括FD升压信号，且其中所述补充电容电路包括控制电路，所述控制电路包含用以通过在解除断言用于将所述FD节点复位到复位电位的复位信号之后且在用所述取样与保持电路对所述位线进行取样之前断言所述FD升压信号而增加所述FD节点处的所述电位的逻辑。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中所述像素单元的所述第一群组被组织成所述像素阵列的一列且所述像素单元的所述第二群组被组织成所述像素阵列的一行。

11.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述控制信号包括FD升压信号，且其中所述补充电容电路包括控制电路，所述控制电路包含用以通过在对来自所述位线的黑色参考值进行取样之后且在用所述取样与保持电路对来自所述位线的所述图像数据进行取样之前断言所述FD升压信号而增加所述FD节点处的所述电位的逻辑。

12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二群组表示组织成所述像素阵列内的一线的同一像素单元群组。

13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述像素阵列包括互补金属氧化物半导体“CMOS”像素阵列，其中所述像素单元中的每一者进一步包含：

传送晶体管，其耦合于所述光敏元件与所述FD节点之间以用于在所述光敏元件与所述FD节点之间选择性地传送所述图像电荷；及

源极跟随器晶体管，其具有经耦合以对传送到所述FD节点的所述图像电荷作出响应且经耦合以响应于传送到所述FD节点的所述图像电荷而产生用于输出到所述位线的所述图像数据的栅极。