[发明专利]一种CMOS图像传感器像素电路及其控制方法

摘要

本发明公开了一种CMOS图像传感器像素电路，包括：一包括正面和背面的衬底，多个设置于所述衬底正面的像素，一背部沟槽隔离结构及一多次曝光信号反馈组合电路；该背部沟槽隔离结构从衬底背面插入设置于每个像素之间，用于将入射光中的扩散电子反弹回像素内进行收集，以减弱像素之间的串扰；背部沟槽隔离结构包括：一沟槽和一包埋沟槽的隔离阱；多次曝光信号反馈组合电路：电连接于像素及一模数转换电路之间，用于对多次曝光产生的电荷进行累积，扩展图像传感器的动态范围。本发明还公开了一种CMOS图像传感器像素电路控制方法。

主权项

1.一种CMOS图像传感器像素电路，所述CMOS图像传感器为背照式CMOS图像传感器，包括：一衬底，所述衬底包括正面和背面；及多个设置于所述衬底正面的像素，其特征在于，所述CMOS图像传感器还包括：一背部沟槽隔离结构，从所述衬底背面插入设置于每个所述像素之间，用于将入射光中的扩散电子反弹回所述像素内进行收集，以减弱所述像素之间的串扰，所述背部沟槽隔离结构包括：一沟槽和一包埋所述沟槽的隔离阱；多次曝光信号反馈组合电路：电连接于所述像素及一模数转换电路之间；一传输管，连接于所述像素中的一感光元件；一浮置扩散放大器，连接于所述传输管；一复位管，连接于所述浮置扩散放大器及所述多次曝光信号反馈组合电路；及一行选择管，连接于所述多次曝光信号反馈组合电路及所述模数转换电路；所述多次曝光信号反馈组合电路进一步包括：一写入管，连接于所述浮置扩散放大器；一读出管，连接于所述复位管；一反馈电容，连接于所述写入管及所述读出管；及一存储电容，连接于所述写入管其中,所述多次曝光信号反馈组合电路通过所述感光元件多次曝光进行光电转换积累电荷,通过所述写入管的闭合将电荷积累到所述反馈电容和所述存储电容，通过所述读出管的闭合进行所述反馈电容的复位和所述存储电容的反馈,输出多次曝光信号反馈组合的电压信号,扩展所述图像传感器的动态范围；所述多次曝光信号反馈组合电路以如下方式进行多次曝光信号反馈组合处理：其中：Vout为输出电压信号；VRST为复位电压信号；n为曝光次数；qSIG1为第一次曝光产生的电荷量；qSIG2为第二次曝光产生的电荷量；qSIGn为第n次曝光产生的电荷量；CFD为存储电容电容值；VT为浮置扩散放大器的阈值电压损失。