[发明专利]高动态范围图像传感器

权利要求书

1.一种用于高动态范围HDR图像传感器中的像素电路，其包括：

光电二极管，其安置在第一半导体晶片中，所述光电二极管经调适以在所述HDR图像传感器的单个图像捕获的单次曝光期间响应于入射光而光产生电荷载子；

浮动扩散部，其安置在所述第一半导体晶片中，且经耦合以接收所述光电二极管中光产生的所述电荷载子；

转移晶体管，其安置在所述第一半导体晶片中且耦合在所述光电二极管与所述浮动扩散部之间，其中所述转移晶体管经调适以接通从而将所述光电二极管中光产生的所述电荷载子转移到所述浮动扩散部；

像素内电容器，其安置在第二半导体晶片中，其中所述第一半导体晶片与所述第二半导体晶片堆叠且耦合到所述第二半导体晶片；及

双浮动扩散DFD晶体管，其安置在所述第一半导体晶片中且经耦合在所述浮动扩散部与所述像素内电容器之间，其中所述像素内电容器通过所述DFD晶体管选择性地耦合到所述浮动扩散部，其中所述浮动扩散部响应于所述像素内电容器经耦合到所述浮动扩散部而设定为低转换增益，且其中所述浮动扩散部响应于所述像素内电容器从所述浮动扩散部解耦而设定为高转换增益。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其进一步包括安置在所述第一半导体晶片中的放大器晶体管，其中所述放大器晶体管具有耦合到所述浮动扩散部的栅极端子以产生所述像素电路的输出信号。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其进一步包括行选择晶体管，其安置在所述第二半导体晶片中且耦合到所述放大器晶体管，以将所述像素电路的所述输出信号选择性地耦合到所述第二半导体晶片中的输出位线。

4.根据权利要求3所述的像素电路，其进一步包括第一通孔，其耦合在所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片之间，且耦合在所述行选择晶体管与所述放大器晶体管之间。

5.根据权利要求1所述的像素电路，其进一步包括复位晶体管，其安置在所述第二半导体晶片中且耦合到所述第二半导体晶片中的所述像素内电容器及所述第一半导体晶片中的所述DFD晶体管，其中所述复位晶体管经耦合以响应于复位信号选择性地复位所述浮动扩散部及所述光电二极管。

6.根据权利要求5所述的像素电路，其中用所述复位晶体管选择性地接通所述DFD晶体管以复位所述浮动扩散部及所述光电二极管。

7.根据权利要求5所述的像素电路，其进一步包括第二通孔，其耦合在所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片之间，且耦合在所述复位晶体管与所述DFD晶体管之间。

8.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述像素内电容器端接到接地。

9.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述像素内电容器耦合到脉冲驱动信号。

10.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述浮动扩散部以电容方式耦合到升压信号。