[发明专利]SPAD的淬灭

说明书

本公开的各实施例涉及SPAD的淬灭。本公开涉及一种包括光电二极管的装置，该光电二极管具有第一端子和第二端子，该第一端子通过电阻器被耦合到第一轨，该第一轨被配置为接收高供电电位，该第二端子通过开关被耦合到第二轨，该第二轨被配置为接收基准电位。读取电路被配置为在光电二极管进入雪崩时提供脉冲，并且控制电路被配置为：响应于脉冲的开始，控制开关的断开，并且响应于脉冲的结束，控制开关的闭合。

技术领域

本公开总体上涉及电子电路，并且更具体地，涉及SPAD或单光子雪崩二极管。

背景技术

为了检测单个光子，SPAD二极管或光电二极管被反向偏置到(在绝对值上)大于雪崩电压的电压，换言之，二极管处于盖革(Geiger)状态或盖革模式。在该模式下，当单个光子到达二极管时，由该单个光子光生的自由载流子被二极管结处存在的电场充分加速，以创建额外的自由载流子。二极管因此进入雪崩，并且电流在二极管中流动。为了检测新的单个光子，应当通过将二极管端子处的电压降低到二极管的雪崩电压(作为绝对值)以下来淬灭(quench)二极管，以清空二极管的自由载流子，然后二极管被放回盖革状态。为此，提供了淬灭电路。

发明内容

存在对于一种包括SPAD以及与SPAD相关联的淬灭电路的装置的需求，该装置解决包括SPAD以及与SPAD相关联的淬灭电路的已知装置的所有缺点或一些缺点。

特别地，存在对于一种紧凑的、包括SPAD及其淬灭电路的装置，例如，该装置用于实现包括多个这种装置的紧凑型图像传感器，这些装置例如被布置为矩阵。

还存在对于一种包括SPAD以及与SPAD相关联的淬灭电路的装置的需求，与包括SPAD以及与SPAD相关联的淬灭电路的已知装置相比，该装置使得可以减少单个光子的两次连续检测之间的死区时间。

一个或多个实施例解决了包括SPAD以及与该SPAD相关联的淬灭电路的已知装置的所有缺点或一些缺点。

一个实施例提供了一种装置，该装置包括：

光电二极管，该光电二极管的第一端子通过电阻器被耦合到第一轨，该第一轨被配置为接收高供电电位，该光电二极管的第二端子通过开关(在一些实施例中，MOS晶体管)被耦合到第二轨，该第二轨被配置为接收基准电位；

读取电路，被配置为当二极管进入雪崩时提供脉冲；以及

控制电路，被配置为：响应于所述脉冲的开始，控制开关的断开，并且响应于所述脉冲的结束，控制开关的闭合。

根据一个实施例，控制电路包括逻辑门，该逻辑门包括被配置为接收所述脉冲的输入和被配置为提供开关的控制信号的输出。

根据一个实施例，控制电路还被配置为：在控制信号的导致开关闭合的切换期间，根据斜率调节电位的值来控制控制信号的斜率。

根据一个实施例，控制电路包括MOS晶体管，该MOS晶体管被连接在控制电路的供电端子和控制电路的门的第一供电端子之间，MOS晶体管的栅极被配置为接收斜率调节电位。

根据一个实施例，该装置被配置为：只要用于将装置去激活的去激活信号处于第一状态，就中断导电路径，该导电路径将二极管的第二端子经由开关耦合到第二轨。

根据一个实施例：

由用于将装置去激活的去激活信号控制的附加开关与所述开关串联连接在二极管的第二端子与第二轨之间；或者

控制电路的栅极包括输入，该输入被配置为接收用于将装置去激活的去激活信号。

根据一个实施例，控制电路还被配置为：只要用于将控制电路去激活的去激活信号处于第一状态，就保持开关闭合，在一些实施例中，控制电路的门包括被配置为接收用于将控制电路去激活的去激活信号的输入。