[发明专利]成像器件

说明书

本发明涉及成像器件。所述成像器件包括：像素电路，其包括：光电转换器；浮动扩散层；传输晶体管，所述传输晶体管用于将在所述光电转换器处产生的电荷传输至所述浮动扩散层；第一差分晶体管，所述第一差分晶体管连接至所述浮动扩散层；以及复位晶体管，所述复位晶体管用于使保持在所述浮动扩散层中的电荷复位；比较器，其包括：所述第一差分晶体管；第二差分晶体管；以及输出节点；并且其中，所述第一差分晶体管和所述第二差分晶体管布置在第一半导体基板上，并且所述输出节点布置在第二半导体基板上。

本申请是申请日为2015年7月1日、发明名称为“比较器、AD转换器、固态成像器件、电子装置及比较器控制方法”的申请号为201580001816.9的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及比较器、AD转换器、固态成像器件、电子装置和比较器控制方法，并更具体地涉及能够在提高比较器的判定速度的同时降低功率消耗的比较器、AD转换器、固态成像器件、电子装置和比较器控制方法。

背景技术

在通过针对固态成像器件设计的信号读取方法在诸如像素中的区域等受限区域中执行AD转换的情况下，具有最高区域效率的方法是通过比较器和后续阶段中的数字电路来实现的积分型(斜坡型)AD转换方法。

非专利文件1和2提出了通过使用积分型AD转换方法实现受限区域中的AD转换的技术。例如，非专利文件1披露了如下电路结构：随后阶段中的数字电路是DRAM电路，且斜坡信号被多次输入至比较器。例如，当执行8位AD转换时，将相同的斜坡信号八次输入至比较器。在比较器的输出发生反转时将“0”或“1”的代码存储到DRAM电路中的操作重复八次。当完成整个区域中的比较时，读出这些代码。

引用列表

非专利文件

非专利文件1：D.Yang,B.Fowler和A.El Gamal，A Nyquist rate pixel levelADC for CMOS image sensors,《Proc.IEEE 1998Custom Integrated Circuits Conf.》，加利福尼亚州圣克拉拉，1998年5月，第237-240页。

非专利文件2：S.Kleinfelder,S.Lim、X.Liu和A.El Gamal,A 10kframe/s 0.18μm CMOS digital pixel sensor with pixel-level memory，《IEEE InternationalSolid-State Circuits Conference》，第XLIV卷，第88-89页，2001年2月。

发明内容

本发明要解决的问题

在针对列平行布局中的各个像素列布置AD转换器的情况下，在区域方面允许相对高的自由度。然而，在将AD转换器设置在每个像素中的情况下，电路容纳区域受到限制，且因此难以制造充分地满足要求的比较器。例如，比较器的判定速度可能变低，或者如果提高性能，则功率消耗可能增加。

本发明是针对这些情况提出的，并旨在在提高比较器的判定速度的同时降低功率消耗。

问题的解决方案

作为本发明的第一方面的比较器包括：比较单元，其用于比较输入信号的电压与参考信号的电压并输出比较结果信号；正反馈电路，其用于加快所述比较结果信号发生反转时的转变速度；以及电流限制单元，其用于限制所述比较结果信号发生反转之后在所述比较单元中流动的电流。

作为本发明的第二方面的用于控制包括比较单元、正反馈电路和电流限制单元的比较器的方法包括：所述比较单元比较输入信号的电压与参考信号的电压并输出比较结果信号；所述正反馈电路加快所述比较结果信号发生反转时的转变速度；及所述电流限制单元限制所述比较结果信号发生反转之后在所述比较单元中流动的电流。