[发明专利]图像传感器像素电路及其工作方法

说明书

一种图像传感器像素电路及其工作方法，图像传感器像素电路包括：参考电位产生结构，所述参考电位产生结构具有参考电位输出端，所述参考电位输出端的电位低于像素驱动电源线的电位；像素单元；与像素单元中源跟随晶体管的漏极连接的切换结构，所述切换结构适于在第一连接状态和第二连接状态之间切换所述源跟随晶体管的漏极的电学连接状态，在第一连接状态下，所述源跟随晶体管的漏极与像素驱动电源线电学连接，在第二连接状态下，所述源跟随晶体管的漏极与所述参考电位输出端电学连接；列读出线，所述列读出线适于读出所述浮空扩散点的电位信息。所述图像传感器像素电路的性能得到提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图像传感器像素电路及其工作方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。

图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。其中CMOS图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

然而，现有的图像传感器的性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器像素电路及其工作方法，以提高图像传感器像素电路的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器像素电路，包括：参考电位产生结构，所述参考电位产生结构具有参考电位输出端，所述参考电位输出端的电位低于像素驱动电源线的电位；像素单元，所述像素单元包括：光电二极管；传输晶体管，所述传输晶体管的源级与所述光电二极管连接；复位晶体管，所述复位晶体管的漏极与像素驱动电源线连接；浮空扩散点，所述浮空扩散点与传输晶体管的漏极连接且与所述复位晶体管的源极连接；源跟随晶体管，所述源跟随晶体管的栅极与所述浮空扩散点连接；与所述源跟随晶体管的漏极连接的切换结构，所述切换结构适于在第一连接状态和第二连接状态之间切换所述源跟随晶体管的漏极的电学连接状态，在第一连接状态下，所述源跟随晶体管的漏极与像素驱动电源线电学连接，在第二连接状态下，所述源跟随晶体管的漏极与所述参考电位输出端电学连接；列读出线，所述列读出线适于读出所述浮空扩散点的电位信息。

可选的，所述切换结构包括：第一开关，第一开关的一端与所述源跟随晶体管的漏极连接，所述第一开关的另一端与像素驱动电源线连接；第二开关，第二开关的一端与所述源跟随晶体管的漏极连接，第二开关的另一端与所述参考电位输出端连接。

可选的，所述参考电位输出端的电位可调。

可选的，所述像素单元的数量为若干个，若干个像素单元排列成阵列；对于同一行的像素单元，不同列的像素单元中的源跟随晶体管的漏极与同一个切换结构连接。

可选的，所述像素单元的数量为若干个，若干个像素单元排列成阵列；所述切换结构的数量为若干个；对于同一行的像素单元，不同列的像素单元中的源跟随晶体管的漏极分别连接不同的切换结构。

可选的，还包括：选择晶体管，所述选择晶体管的漏极与所述源跟随晶体管的源级连接，所述选择晶体管的源级与所述列读出线连接。

本发明还提供一种图像传感器像素电路的工作方法，包括：提供上述任意一项的图像传感器像素电路；进行读出时序步骤，进行读出时序步骤包括：进行复位操作，所述复位晶体管导通；在进行所述复位操作的过程中，所述切换结构将所述源跟随晶体管的漏极的电学连接状态从第一连接状态切换至第二连接状态；进行所述复位操作后，所述切换结构将源跟随晶体管的漏极的电学连接状态从第二连接状态切换至第一连接状态；所述切换结构将源跟随晶体管的漏极的电学连接状态从第二连接状态切换至第一连接状态后，所述列读出线对浮空扩散点的电位信息进行基准数据采集。