[发明专利]比较器、AD转换器、固体摄像装置、电子设备和比较器的控制方法

说明书

本发明涉及可以在提高比较器的判定速度的同时降低功耗的比较器、AD转换器、固体摄像装置、电子设备和比较器控制方法。比较器电路设置有：差分输入电路，其在第一电源电压下工作，并在输入信号的电压高于参考信号的电压时输出信号；正反馈电路，其在低于第一电源电压的第二电源电压下工作，并且加快当表示输入信号与参考信号之间的电压比较结果的比较结果信号基于来自差分输入电路的输出信号被反转时的转换速度；以及电压转换电路，其将来自差分输入电路的输出信号转换为与第二电源电压对应的信号。比较电路被配置成差分输入电路的源电压低于0V。本发明可以应用于例如针对固体摄像装置中的各像素布置的ADC等。

技术领域

本发明涉及比较器、AD转换器、固体摄像装置、电子设备和比较器的控制方法，更特别地，涉及在增强比较器的判定速度的同时分别能够降低功耗的比较器、AD转换器、固体摄像装置、电子设备和比较器的控制方法。

背景技术

在例如通过利用固体摄像装置的信号读出系统在诸如像素等有限区域内执行AD转换的情况下，最佳区域效率系统是包括比较器和位于比较器的后级中的数字电路的积分型(斜坡型)AD转换系统。

人们提出了作为一种技术的非专利文献1，其通过使用积分型AD转换系统而尝试在有限区域内实现AD转换。例如，非专利文献1的系统采用这样的电路构造：其中后级中的数字电路为一个DRAM电路，并且斜坡信号多次输入到比较器。例如，在8位AD转换的情况下，将相同的斜坡信号重复输入到比较器八次。然后，重复执行八次用于在来自比较器的输出在DRAM中反转的时间点存储0或1的代码的操作以及用于输出感兴趣的代码的操作。在相对于整个表面结束比较的时间点，将感兴趣的代码读出到外部。

引用列表

非专利文献

非专利文献1：D.Yang,B.Fowler,and A.El Gamal,“A Nyquist rate pixellevel ADC for CMOS image sensors(用于CMOS图像传感器的奈奎斯特速率像素级ADC),”in Proc.IEEE 1998 Custom Integrated circuits Conf.,Santa Clara,CA,May 1998,pp.237-240.

发明内容

技术问题

在AD转换器布置在像素中的情况下，与存在相对自由度的情况不同，在如对于每个像素列布置AD转换器的列并行等的区域中，电路的容纳区域存在限制。因此，难以制造充分满足要求的比较器。例如，在某些情况下，当尝试增强性能时，比较的判定速度会降低，或者功耗会增加。

本发明是鉴于这种情况做出的，并且本发明在增强比较器的判定速度的同时能够降低功耗。

解决问题的技术方案

本发明的一个方面的比较器包括：

差分输入电路，所述差分输入电路在第一电源电压下工作，并在输入信号的电压高于参考信号的电压时输出信号；

正反馈电路，所述正反馈电路在低于所述第一电源电压的第二电源电压下工作，并且加快当表示所述输入信号与所述参考信号之间的电压比较结果的比较结果信号基于来自所述差分输入电路的输出信号被反转时的转换速度；以及

电压转换电路，所述电压转换电路将来自所述差分输入电路的所述输出信号转换为与所述第二电源电压对应的信号，

其中，所述差分输入电路的源电压是低于0V的电压。