[发明专利]图像传感器及捕获数字电子图像的方法

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

像素阵列，每个像素具有相关联的快门晶体管，所述快门晶体管被耦接以将取决于所述像素的曝光的电荷同时转移到图像存储电容器上，每个像素对应一个图像存储电容器，所述图像存储电容器中的电荷被配置为被读取到模数转换器中，

其中所述快门晶体管被形成在耦接到电源供应的阱中，以及其中所述像素的暗曝光水平对应于所述图像存储电容器中的接近耦接到其中形成所述快门晶体管的所述阱的电源供应的电压的电压，以及所述像素的白曝光水平对应于所述图像存储电容器中的与耦接到其中形成所述快门晶体管的所述阱的所述电源供应的所述电压显著不同的电压，

其中，每个像素还包括光电二极管和第一沟道类型的选择晶体管，所述选择晶体管将所述光电二极管耦接到像素节点，所述像素节点通过第一沟道类型的源极跟随器和第一耦接电容器耦接到所述快门晶体管，其中所述快门晶体管为第二沟道类型。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述快门晶体管是耦接到模拟电源的N阱中的P沟道晶体管。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述快门晶体管是接地P阱中的N沟道晶体管。

4.如权利要求1所述的图像传感器，还包括耦接在所述选择晶体管与所述第一耦接电容器之间的信号切断晶体管，所述信号切断晶体管选择性地切断所述第一耦接电容器与所述选择晶体管之间的电荷转移路径。

5.如权利要求1所述的图像传感器，还包括耦接在模拟电源和所述图像存储电容器之间的信号复位晶体管，所述信号复位晶体管被配置为在接收到复位信号时将所述图像存储电容器设置到所述模拟电源。

6.如权利要求2所述的图像传感器，还包括被配置为取决于复位采样电容器上的复位电平对电荷进行采样的复位采样晶体管，其中所述图像存储电容器被耦接以通过差分放大器被读取到所述模数转换器中，所述差分放大器具有耦接到所述复位采样电容器的输入。

7.如权利要求1的图像传感器，其中所述图像存储电容器和所述快门晶体管被实现在相同的晶粒上。

8.如权利要求3的图像传感器，其中所述图像存储电容器通过耦接电容器耦接到所述像素。

9.如权利要求3所述的图像传感器，还包括被配置为取决于复位采样电容器上的复位电平对电荷进行采样的复位采样晶体管，其中所述图像存储电容器被耦接以通过差分放大器被读取到所述模数转换器中，所述差分放大器具有耦接到所述复位采样电容器的输入。

10.根据权利要求7所述的图像传感器，其中与每个像素相关联的光电二极管和图像存储电容器被形成在多晶粒结构中的单独晶粒上。

11.一种捕获数字电子图像的方法，包括：

复位多个光电二极管，以及将光电二极管曝光为光学图像；

通过源极跟随器读取所述光电二极管，并将取决于光电二极管曝光的电荷同时存储到多个图像存储电容器上，每个图像存储电容器节点具有形成于第二导电类型的阱中的第一导电类型的所有直接连接的源极/漏极扩散，所述取决于光电二极管曝光的电荷在所述图像存储电容器上为暴露于所述光学图像的暗部分的光电二极管比为暴露于所述光学图像的亮部分的光电二极管提供更接近耦接到所述阱的电压的电压；

使用具有第二导电类型的沟道的源极跟随器将所述图像存储电容器中的电荷感测到模数转换器中；以及

使用所述模数转换器将所述感测到的电荷转换为数字图像；所述源极跟随器具有所述第二导电类型的源极/漏极扩散。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一导电类型是P型，以及所述第二导电类型是N型。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述第一导电类型是N型，以及所述第二导电类型是P型。