[发明专利]一种单光子雪崩二极管型像素电路

摘要

本发明提供一种单光子雪崩二极管型像素电路，包括：多个子像素阵列，各子像素阵列接收相同的控制信号，实现同步工作；其中，所述子像素阵列包括多个单光子雪崩二极管型像素单元及时间数字转换器，同一行单光子雪崩二极管型像素单元连接同一输入行控制信号、输出行控制信号，同一列单光子雪崩二极管型像素单元连接同一输入列控制信号、输出列控制信号及输出选通信号，各单光子雪崩二极管型像素单元的输出端连接同一时间数字转换器。本发明的单光子雪崩二极管型像素电路将像素阵列划分为多个子像素阵列，各像素阵列中的像素单元共用一个时间数字转换器，可大大增加感光面积占空比，减小像素尺寸，提高图像传感器的分辨率。

主权项

1.一种单光子雪崩二极管型像素电路，其特征在于，所述单光子雪崩二极管型像素电路至少包括：多个子像素阵列，各子像素阵列接收相同的控制信号，实现同步工作；其中，所述子像素阵列包括多个单光子雪崩二极管型像素单元及时间数字转换器，同一行单光子雪崩二极管型像素单元连接同一输入行控制信号、输出行控制信号，同一列单光子雪崩二极管型像素单元连接同一输入列控制信号、输出列控制信号及输出选通信号，各单光子雪崩二极管型像素单元的输出端连接同一时间数字转换器；所述单光子雪崩二极管型像素单元包括单光子雪崩二极管、复位模块、输入选通模块、淬火模块及输出选通模块；所述单光子雪崩二极管的阴极连接设定电位，所述设定电位小于电源电压与所述单光子雪崩二极管的临界雪崩电压之和；所述复位模块连接于所述单光子雪崩二极管的阳极，通过外部复位信号将所述单光子雪崩二极管的阳极复位至高电平，以使所述单光子雪崩二极管处于稳定状态；所述输入选通模块连接于所述单光子雪崩二极管的阳极，用于将所述单光子雪崩二极管的阳极拉至低电位，以选中所述单光子雪崩二极管型像素单元；所述淬火模块连接于所述单光子雪崩二极管的阳极，当所述单光子雪崩二极管发生雪崩后将所述单光子雪崩二极管的反偏电压减小到临界雪崩电压之下；所述输出选通模块连接于所述淬火模块的输出端，用于选中所述单光子雪崩二极管型像素单元，以读出所述单光子雪崩二极管型像素单元中的信号；所述输出选通模块包括第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管及传输门；所述第三PMOS管的源端连接电源电压、栅端连接所述淬火模块的输出端、漏端连接所述第四PMOS管的源端；所述第四PMOS管的栅端连接输出行控制信号、漏端连接所述第五PMOS管的源端；所述第五PMOS管的栅端连接输出列控制信号、漏端连接所述第五NMOS管的漏端；所述第五NMOS管的栅端连接输出行控制信号、源端连接所述第六NMOS管的漏端；所述第六NMOS管的栅端连接输出列控制信号、源端接地；所述传输门连接所述第五PMOS管及所述第五NMOS管的漏端，控制端连接输出选通信号。