[发明专利]DA转换器、固态成像器件及其驱动方法、以及电子设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月14日提交的日本在先专利申请第JP2012-273557号的权益，将其全部内容通过引用结合于本文。

技术领域

本公开涉及DA（数字模拟）转换器、固态成像器件、固态成像器件的驱动方法以及电子设备，并且特别地，涉及能够减少建立时间（settling time）并且加快增益设定的切换速度的DA转换器、固态成像器件、固态成像器件的驱动方法以及电子设备。

背景技术

已知的固态成像器件具有AD（模拟数字）转换器以执行每个像素的像素信号的AD转换。AD转换器将从每个像素输出的模拟像素信号与具有斜坡波形的参考信号（下文中也称作斜坡信号）相比较，该斜坡信号的电平（电压）随时间逐步改变。与比较处理并行，AD转换器还执行计数处理以基于在比较处理结束时的时刻的计数值来确定像素信号的数字值（例如，见日本专利申请公开第2007-59991号）。

因此，固态成像器件还具有DA转换器以产生斜坡信号并将斜坡信号供应至AD转换器。

图1A和图1B是用于产生斜坡信号的电流控制型DA转换器的示意性配置示图。

图1A示出了基于接地GND的DA转换器1a的配置，以及图1B示出了基于电源电压VDD的DA转换器1b的配置。

DA转换器1a和1b的每一个均包括由产生恒定电流的多个基本电流源单元组成的电流源I1、用作电流-电压转换部的参考电阻器R1以及计数器CNT1。

在基于接地的DA转换器1a中，参考电阻器R1被连接至接地GND。在基于电源电压的DA转换器1b中，参考电阻器R1被连接至电源电压VDD。

DA转换器1a和1b的每一个对输入至计数器CNT1的时钟CLK进行计数，基于计数值确定由电流源I1选择的基本电流源单元的数量，并且将电流供应至参考电阻器以将电阻器值的电压设置为用作斜坡信号的参考电压。

图2是示出图1A中示出的基于接地的DA转换器1a的具体配置实例的电路图。

图2中的DA转换器1a具有斜坡信号生成部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。

斜坡信号生成部2包括电流源晶体管组21、级联晶体管组22、计数器选择开关组23以及用作电流-电压转换部的参考电阻器R2。

增益控制信号生成部3包括晶体管Tr1至Tr8以及电容器CP1。这里，晶体管Tr2包括多个晶体管并且能够通过选择预定数量的晶体管来改变其整个晶体管大小。在这个意义上讲，下面晶体管Tr2将被称为可变晶体管Tr2。

晶体管Tr1、组成可变晶体管Tr2的多个晶体管以及晶体管Tr5至Tr6由n沟道晶体管（NMOS晶体管）制成，并且晶体管Tr3、Tr4、Tr7以及Tr8由P沟道晶体管（PMOS晶体管）制成。

斜坡信号生成部2产生对应计数值DI1（即，计数器解码器的解码结果）的斜坡信号。在此时，根据来自增益控制信号生成部3的供应为增益控制信号的偏压Vb，调整产生的斜坡信号的增益（斜坡信号的倾斜）。

电流源晶体管组21包括m（m>1）个电流源晶体管DTr-1至DTr-m，级联晶体管组22包括m个级联晶体管CTr-1至CTr-m，以及计数器选择开关组23包括m个选择开关CSW-1至CSW-m。

电流源晶体管组21的一个电流源晶体管DTr与级联晶体管组22的一个级联晶体管CTr以及计数器选择开关组23的一个选择开关CSW串联。电流源晶体管DTr和级联晶体管CTr由P沟道晶体管（PMOS晶体管）制成。

电流源晶体管DTr-1的栅极被连接至增益控制信号生成部3的晶体管Tr3的栅极和漏极，并且电流源晶体管DTr-1和晶体管Tr3构成电流镜电路。电流源晶体管DTr-1的源极被连接至电源电压VDD。电流源晶体管DTr-1的漏极被连接至级联晶体管CTr-1的源极，并且级联晶体管的漏极被连接至选择开关CSW-1。

此外，级联晶体管CTr-1的栅极被连接至增益控制信号生成部3的晶体管Tr7的栅极和漏极。如稍后将描述的，晶体管Tr7的源极被连接至增益控制信号生成部3的晶体管Tr8的漏极和栅极，并且晶体管Tr8的源极被连接至电源电压VDD。因此，电流源晶体管DTr-1、级联晶体管CTr-1以及增益控制信号生成部的晶体管晶体管Tr3和Tr7构成级联电流镜电路。

级联晶体管CTr-1减小电流源晶体管DTr-1的源极和漏极之间的电压的浮动以稳定电流源晶体管DTr-1的偏置点（改善DA转换器1a的积分非线性）。