[发明专利]比较器、固态成像器件、电子装置及驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及比较器、固态成像器件、电子装置及驱动方法，且尤其涉及能够实现低功率消耗和尺寸减小的比较器、固态成像器件、电子装置及驱动方法。

背景技术

在相关技术中，在诸如数码相机和数码摄像机等包括成像功能的电子装置中，例如，使用了诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)等固态成像器件。固态成像器件包括由用于执行光电转换的光电二极管和多个晶体管组合而成的像素，且基于从布置在平面上的多个像素输出的像素信号来构建图像。

例如，在固态成像器件中，将累积在光电二极管中的电荷传输至浮动扩散(FD)单元，FD单元具有预定的电容并被设置在位于光电二极管与放大晶体管的栅极之间的连接单元上。然后，与被保持在FD单元中的电荷的电平相对应的信号被从像素中读出，并通过模数转换(AD)电路进行AD转换，接着被输出。

在固态成像器件中，对于用于去除像素特定噪音的信号处理，例如，对从像素输出的像素信号执行相关双采样(correlated double sampling)处理。在该相关双采样处理中，对具有在FD单元中累积的电荷被复位时的电平的信号(P相)以及具有在光电二极管中生成的电荷被保持在FD单元中时的电平的信号(D相)进行采样。然后，能够通过获得各采样值的差值来去除噪音。

在CMOS图像传感器中，在保持快门关闭的同时性的情况下，将电荷以整批次的方式从光电二极管传输至FD单元，且随后顺序地读出像素信号。在此情况下，执行用于首先读取D相(信号电平)并接着读取P相(复位电平)的驱动(在下文中，其被适当地称为D相先读取驱动(D-phase first-read drive))(例如，参考日本未审查专利申请2001-238132)。

例如，如在日本未审查专利申请2011-229120中披露，在用于执行D相先读取驱动的比较电路中，固态成像器件具有如下构造：外部初始电压被用于设定(调节)内部节点，使得比较器能够根据D相信号电平进行操作。

发明内容

然而，对于在日本未审查专利申请2011-229120中披露的固态成像器件，在从外部施加用于设定内部节点的初始电压的构造中，由于需要用于提供该电压的电路，所以固态成像器件的功率消耗和电路尺寸增大。

在本发明中，期望减小功率消耗和电路尺寸。

根据本发明的实施例，提供了一种比较器，其包括：第一放大单元，其包括由晶体管对构成的差分对，所述晶体管对是第一晶体管和第二晶体管，所述第一放大单元用于放大和输出被输入至所述第一晶体管的栅极的信号和被输入至所述第二晶体管的栅极的信号之间的差值；第二放大单元，其放大从所述第一放大单元输出的信号；第一电容器，其布置在所述第一晶体管的栅极与参考信号提供单元之间，所述参考信号提供单元用于提供参考信号，所述参考信号的电压值以恒定斜率下降；第二电容器，其布置在所述第二晶体管的栅极与像素信号配线之间，所述像素信号配线用于从像素读出像素信号，且所述像素用于输出具有与通过光电转换而生成的电荷相对应的信号电平的所述像素信号；第三晶体管，其将所述第一晶体管的栅极与所述第一电容器之间的连接点连接到所述像素信号配线；及第四晶体管，其将所述第二晶体管的栅极与所述第二电容器之间的连接点连接到所述像素信号配线。

根据本发明的另一实施例，提供了一种固态成像器件，其包括：像素，其用于输出像素信号，所述像素信号的信号电平与通过光电转换而生成的电荷相对应；及列处理单元，在所述列处理单元中，以与所述像素的列数相对应的方式并行地排列转换单元，所述转换单元用于将从所述像素输出的所述像素信号转换成数字信号。在所述转换单元中包括的比较器包括：第一放大单元，其包括由晶体管对构成的差分对，所述晶体管对是第一晶体管和第二晶体管，所述第一放大单元用于放大和输出被输入至所述第一晶体管的栅极的信号和被输入至所述第二晶体管的栅极的信号之间的差值；第二放大单元，其放大从所述第一放大单元输出的信号；第一电容器，其布置在所述第一晶体管的栅极与参考信号提供单元之间，所述参考信号提供单元用于提供参考信号，所述参考信号的电压值以恒定斜率下降；第二电容器，其布置在所述第二晶体管的栅极与像素信号配线之间，所述像素信号配线用于从所述像素读出所述像素信号；第三晶体管，其将所述第一晶体管的栅极与所述第一电容器之间的连接点连接到所述像素信号配线；及第四晶体管，其将所述第二晶体管的栅极与所述第二电容器之间的连接点连接到所述像素信号配线。