[发明专利]一种高集成度多功能像素单元及其偏置电路

摘要

一种高集成度多功能像素单元及其偏置电路，像素单元包括红外探测器、注入管M1、多功能管M2、复位管M3、行选管M4和积分电容C1，注入管M1的栅极由偏置电路产生的积分控制信号INT控制，多功能管M2的栅极由偏置电路产生的控制信号VCON控制，通过对多功能管M2及其偏置电压的优化设计，实现了在不同的偏置条件下，通过对M2的复用能够分别实现测试电流的注入功能和抗饱和的功能，从而降低了像素单元的面积和整个芯片的面积和成本，在像素单元有限面积内，能够保证注入管M1以及探测器工作在较为理想的状态。

主权项

一种高集成度多功能像素单元，其特征在于：包括像素单元以及为像素单元中的注入管M1产生积分控制信号INT、为多功能管M2产生控制信号VCON的偏置电路；像素单元包括红外探测器、注入PMOS管M1、多功能PMOS管M2、复位NMOS管M3、行选NMOS管M4和积分电容C1，红外探测器的输出连接注入PMOS管M1的源极，注入PMOS管M1的漏极与多功能PMOS管M2的源极、复位NMOS管M3的漏极、行选NMOS管M4的源极以及积分电容C1的一端连接在一起，注入PMOS管M1的栅极连接偏置电路产生的积分控制信号INT，多功能PMOS管M2的漏极连接模拟信号VM，多功能PMOS管M2的栅极连接偏置电路产生的控制信号VCON，复位NMOS管M3的源极接地，复位NMOS管M3的栅极连接复位控制信号VRST，积分电容C1的另一端接地，行选NMOS管M4的栅极连接行选控制信号LSEL，行选NMOS管M4的漏极为积分信号的输出端，将积分电容C1的积分的结果输出到后续的读出电路中；偏置电路包括NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M9、NMOS管M11及PMOS管M7、PMOS管M8、PMOS管M10，电阻R1、R2、R3、R4、R5，电阻R1的一端连接电源VDD，电阻R1的另一端连接NMOS管M5的漏极，NMOS管M5的栅极与NMOS管M6的栅极互连，NMOS管M5的源极和衬底以及NMOS管M6的源极和衬底均接地，NMOS管M6的漏极连接电阻R5的一端和PMOS管M7的栅极，电阻R5的另一端与电阻R4的一端、PMOS管M10的源极以及NMOS管M11的漏极连接在一起，电阻R4的另一端与PMOS管M7的漏极以及PMOS管M8的源极与NMOS管M9的互连端连接在一起并作为积分控制信号INT的输出端连接像素单元中注入PMOS管M1的栅极，PMOS管M7的源极分别连接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R2的另一端连接外部调整电压VDET_ADJ，电阻R3的另一端连接电源VDD和PMOS管M7的衬底，NMOS管M9的栅极连接模拟信号VM，PMOS管M8的栅极连接模拟信号VM的反相信号VM_，PMOS管M10的栅极连接模拟信号VM，NMOS管M11的栅极连接模拟信号VM的反相信号VM_，PMOS管M8的漏极与NMOS管M9的源极互连并与PMOS管M10的漏极与NMOS管M11的源极互连端连接在一起，作为控制信号VCON的输出端连接像素单元中多功能PMOS管M2的栅极。