[发明专利]比较器、模数转换器、固态成像设备、相机系统和电子装置

说明书

一种比较器，包括：差分对、公共节点、输出节点以及尾电流电路。差分对包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管包括第一控制输入端。第二晶体管包括第二控制输入端。公共节点电连接到第一晶体管和第二晶体管。输出节点电连接到差分对。尾电流电路电连接到公共节点并且包括尾电流控制输入端。尾电流电路被配置为以第一模式向差分对提供第一尾电流并且以第二模式向差分对提供第二尾电流。尾电流电路被配置为响应于施加到尾电流控制输入端的尾电流控制信号而在第一模式与第二模式之间切换。

技术领域

本公开涉及比较器、模数转换器、固态成像设备和相机系统。

背景技术

近年来，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器作为电荷耦接设备(CCD)的替代品受到了关注。

在制造CMOS图像传感器时，可以使用与公共CMOS集成电路的制造工艺相同的制造工艺。此外，可以用单个电源驱动CMOS图像传感器。此外，可以在同一芯片中使用CMOS工艺将模拟电路和逻辑电路混合在一起。因此，CMOS图像传感器带来一些优点，诸如减少外围集成电路的数量。

CMOS图像传感器包括用于每个像素的一个浮动扩散(FD)放大器。这些像素沿着行和列以像素的阵列排列。为了输出像素输出信号，CMOS图像传感器选择像素阵列的行中的一行，并且同时在列方向上读出所选行中的所有像素。

作为消除噪声的一般方法，已知相关双采样(CDS)。在该方法中，在即将进行采样之前的状态的信号电平(复位电平)被一次读取并存储，并且然后在采样之后的信号电平被读取并从复位电平中减去以消除噪声。

列并行输出CMOS图像传感器的像素信号读取(输出)电路通常包括用于每列的模数转换器(在下文中，被称为ADC)。ADC将模拟像素输出信号转换为数字像素信号。

本文提供的“背景技术”描述是为了总体呈现本公开的上下文。在本背景技术部分中所描述的范围内，目前指定的发明人的工作以及在提交时可能不符合现有技术的描述的方面既不明确地也不暗示地被认为是本发明的现有技术。

发明内容

如今，固态成像设备越来越多地集成在大量电池供电的应用系统(例如电动车辆)中，其中，固态成像设备的低功耗是高度受关注的。

鉴于上述情况已经做出本公开，并且因此期望提供具有低功耗的比较器、模数转换器、固态成像设备和相机系统。

根据第一实施例，比较器包括具有第一晶体管和第二晶体管的差分对。第一晶体管包括第一控制输入端。第二晶体管包括第二控制输入端。公共节点电连接到第一晶体管和第二晶体管。输出节点电连接到差分对。尾电流电路电连接到公共节点。尾电流电路包括尾电流控制输入端。尾电流电路被配置为以第一模式向差分对提供第一尾电流并且以第二模式向差分对提供第二尾电流。该尾电流电路还被配置为响应于施加到尾电流控制输入端的控制信号而在第一模式与第二模式之间切换。

根据第二实施例，模数转换器包括比较器、数模转换器和辅助电路。

该比较器包括具有第一晶体管和第二晶体管的差分对。第一晶体管包括第一控制输入端。第二晶体管包括第二控制输入端。公共节点电连接到第一晶体管和第二晶体管。输出节点电连接到差分对。尾电流电路电连接到公共节点。尾电流电路包括尾电流控制输入端。尾电流电路被配置为以第一模式向差分对提供第一尾电流并且以第二模式向差分对提供第二尾电流。该尾电流电路还被配置为响应于施加到尾电流控制输入端的尾电流控制信号而在第一模式与第二模式之间切换。

数模转换器包括控制输入端和模拟输出端，其中，模拟输出端电耦接到差分对的第一控制输入端或第二控制输入端。辅助控制电路电连接到数模转换器的控制输入端和尾电流电路的尾电流控制输入端。辅助电路被配置为提供施加到数模转换器的控制输入端的第一数字控制信号和施加到尾电流控制输入端的尾电流控制信号的同步变化。