[发明专利]过饱和电流场效应晶体管和跨阻抗MOS装置

权利要求书

1.一种场效应晶体管，包括：

第一导电类型的半导体衬底，具有

源极端子、漏极端子、扩散端子、第一栅极端子和第二栅极端子；

源极沟道界定于所述源极端子与扩散端子之间；

漏极沟道界定于所述漏极端子与扩散端子之间；

所述第一栅极端子电容耦合到所述源极沟道；以及

所述第二栅极端子电容耦合到所述漏极沟道；

其中所述扩散端子接收引起整个所述源极和漏极沟道中的扩散电荷密度的改变的电流。

2.一种复合晶体管，包括：

N型场效应晶体管和P型场效应晶体管，各自包括：

对应导电类型的半导体衬底，具有

源极端子、漏极端子、扩散端子、第一栅极端子和第二栅极端子；

源极沟道界定于所述源极端子与扩散端子之间；

漏极沟道界定于所述漏极端子与扩散端子之间；

所述第一栅极端子电容耦合到所述源极沟道；以及

所述第二栅极端子电容耦合到所述漏极沟道；

其中所述扩散端子接收引起整个所述源极和漏极沟道中的扩散电荷密度的改变的电流；

其中

所述N型场效应晶体管的所述源极端子接收负供电电压；

所述P型场效应晶体管的所述源极端子接收正供电电压；

所述N型场效应晶体管的所述漏极端子和所述P型场效应晶体管的所述漏极端子耦合在一起以形成输出；以及

所述N型场效应晶体管的所述第二栅极端子和所述P型场效应晶体管的所述第二栅极端子耦合在一起以形成输入。

3.一种焦平面阵列读出装置，包括：

a.P型电流场效应晶体管和N型电流场效应晶体管，

i.所述P型电流场效应晶体管包括对应导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底具有

源极端子、漏极端子、扩散端子和栅极端子；

源极沟道界定于所述源极端子与所述扩散端子之间；

漏极沟道界定于所述漏极端子与所述扩散端子之间；

所述栅极端子电容耦合到所述源极沟道和所述漏极沟道；以及

其中所述扩散端子接收引起整个所述源极和漏极沟道中的扩散电荷密度的改变的电流；

ii.所述N型电流场效应晶体管包括对应导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底具有

源极端子、漏极端子、扩散端子、第一栅极端子和第二栅极端子；

源极沟道界定于所述源极端子与扩散端子之间；

漏极沟道界定于所述漏极端子与扩散端子之间；

所述第一栅极端子电容耦合到所述源极沟道；以及

所述第二栅极端子电容耦合到所述漏极沟道；

其中所述扩散端子接收引起整个所述源极和漏极沟道中的扩散电荷密度的改变的电流；

其中所述P型电流场效应晶体管的所述漏极端子和所述N型电流场效应晶体管的所述漏极端子连接在一起以形成输出；

所述P型电流场效应晶体管的所述源极端子耦合到正电源；

所述N型电流场效应晶体管的所述源极端子耦合到负电源；

所述P型电流场效应晶体管的所述扩散端子接收增益控制信号；

所述P型电流场效应晶体管的所述栅极端子接收偏置电压；

b.开关，可通过具有第一相位及第二相位的选择信号操作；以及

c.电容器，用于存储来自光电二极管的像素电压，所述电容器具有第一端子和第二端子，所述电容器的所述第二端子耦合到所述负电源，且所述电容器的所述第一端子从所述光电二极管接收所述像素电压，且所述第一端子耦合到所述N型电流场效应晶体管的所述第二栅极端子；

其中，在所述选择信号的所述第一相位期间，所述开关使所述偏置电压与所述N型电流场效应晶体管的所述第一栅极端子耦合；

在所述选择信号的所述第二相位期间，所述开关使所述负电源与所述第一栅极端子耦合。

4.一种锁存电流比较器，包括：

a.差分放大器，用于放大第一输入与第二输入之间的差，所述第一输入和所述第二输入中的每个具有负极性输入和正极性输入，所述差分放大器包括：

i.构成第一互补对的第一N型电流场效应晶体管和第一P型电流场效应晶体管；

ii.构成第二互补对的第二N型电流场效应晶体管和第二P型电流场效应晶体管；以及

iii.构成第三互补对的第三N型电流场效应晶体管和第三P型电流场效应晶体管；以及

b.一种比较器，包括：

i.构成第四互补对的第四N型电流场效应晶体管和第四P型电流场效应晶体管；

ii.构成第五互补对的第五N型电流场效应晶体管和第五P型电流场效应晶体管；

iii.多个开关，可对用于使启动相位和设置相位进行交替的控制信号进行操作；

iv.第一电容器和第二电容器，各自具有第一端子和第二端子；

其中所述N型电流场效应晶体管和P型电流场效应晶体管中的每个包括：

P型电流场效应晶体管和N型电流场效应晶体管中的所述每个的源极端子、漏极端子、栅极端子和对应导电类型的扩散端子，界定所述源极端子与所述扩散端子之间的源极沟道以及所述漏极端子与所述扩散端子之间的漏极沟道，所述扩散端子接收引起整个所述源极和漏极沟道中的扩散电荷密度的改变的电流，且所述栅极端子电容耦合到所述源极沟道和所述漏极沟道；

其中所述P型电流场效应晶体管的所述栅极端子和所述N型电流场效应晶体管的所述栅极端子连接在一起以形成用于每个互补对的共用栅极端子，所述每个互补对的所述N型电流场效应晶体管的所述源极端子连接到负电源且所述每个对的所述P型电流场效应晶体管的所述源极端子连接到正电源，且所述每个互补对的所述N型电流场效应晶体管和所述P型电流场效应晶体管的漏极端子连接在一起以形成输出；以及

其中所述第一互补对的所述共用栅极端子、所述第二互补对的所述共用栅极端子和所述第三互补对的所述共用栅极端子与所述第二互补对的所述输出连接以用于产生偏置电压输出；

所述第三P型电流场效应晶体管的所述扩散端子接收所述第一输入的所述负极性输入；

所述第一P型电流场效应晶体管的所述扩散端子接收所述第一输入的所述正极性输入；

所述第三N型电流场效应晶体管的所述扩散端子接收所述第二输入的所述负极性输入；

所述第一N型电流场效应晶体管的所述扩散端子接收所述第二输入的所述正极性输入；以及

所述第一互补对的所述输出形成所述差分放大器的正电压输出；

所述第三互补对的所述输出形成所述差分放大器的负电压输出；

其中所述第四互补对的所述输出通过所述第二电容器电容耦合到所述第五互补对的所述输入；

所述第一电容器的所述第二端子耦合到所述第四互补对的所述输入；

在所述控制信号的所述设置相位期间，所述多个开关使所述差分放大器的所述正电压输出与所述第一电容器的所述第一端子耦合，通过将所述第四互补对的所述输出连接到所述第四互补对的所述输入而使所述第四互补对自偏置，且通过将所述第五互补对的所述输出连接到所述第五互补对的所述输入而使所述第五互补对自偏置；

在所述控制信号的所述启动相位期间，所述多个开关使所述差分放大器的所述负电压输出耦合到所述第一电容器的所述第一端子，且使所述第五互补对的所述输出耦合到所述第四互补对的所述输入。