一種圖像傳感器像素硬復(fù)位保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及CMOS圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有抗飽和電路的圖像傳感器像素硬復(fù)位保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]CMOS圖像傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的CIS(CM0S Image Sensor)工藝制造，相比于CCD器件，其具有低功耗、低成本、易于片上集成、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單以及固有的抗輻射特性等特點(diǎn)，在許多應(yīng)用中逐漸取代CCD，成為圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域的主流。在CMOS APS(Active PixelSensor)圖像傳感器中，動(dòng)態(tài)范圍是重要的性能指標(biāo)，它對(duì)圖像質(zhì)量有很大的影響，提高動(dòng)態(tài)范圍對(duì)可以有效地提高圖像的對(duì)比度和分辨率。同時(shí)，在高速運(yùn)動(dòng)和明暗變化明顯場(chǎng)景等應(yīng)用環(huán)境中，圖像滯后與抗飽和能力對(duì)CMOS圖像傳感器的應(yīng)用也十分重要。
[0003]由于傳統(tǒng)的軟復(fù)位方式會(huì)導(dǎo)致像素的不完全復(fù)位，使像素的最終復(fù)位電壓受光電二極管電容的初始電荷的影響，導(dǎo)致前一幀圖像的殘影帶入到新采集的幀中，像素的最終復(fù)位電壓由光電二極管初始電壓與復(fù)位信號(hào)脈寬決定，因此不同的曝光條件對(duì)圖像滯后的影響程度不同，在弱曝光條件下或由弱曝光幀向強(qiáng)曝光幀轉(zhuǎn)變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生明顯的圖像滯后現(xiàn)象。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有手機(jī)攝像用圖像傳感器在高速運(yùn)動(dòng)和明暗變化明顯場(chǎng)景等應(yīng)用環(huán)境中，圖像滯后與抗飽和能力不足等問(wèn)題，提供一種采用交叉耦合PMOS管組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換以及嵌入抗飽和結(jié)構(gòu)增強(qiáng)像素抗飽和能力的圖像傳感器像素硬復(fù)位保護(hù)電路。
[0005]本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種圖像傳感器像素硬復(fù)位保護(hù)電路，包括不交疊信號(hào)產(chǎn)生電路、電平轉(zhuǎn)換電路以及抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，其中:
[0007]所述不交疊信號(hào)產(chǎn)生電路含有2個(gè)與非門Gl、G2，3個(gè)反相器B1、B2、B3;
[0008]所述電平轉(zhuǎn)換電路含有2個(gè)PMOS管MPl、MP2，2個(gè)NMOS管麗1、麗2 ；
[0009 ]所述抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路含有I個(gè)PMOS管MP3，I個(gè)傳輸門TG;
[00?0]所述第一與非門Gl設(shè)有兩個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端，所述第二與非門G2設(shè)有兩個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端，所述第一與非門GI的兩個(gè)輸入端分別與復(fù)位開關(guān)、所述第二與非門G2的輸出端相連，所述第二與非門G2的兩個(gè)輸入端分別與所述第一與非門Gl的輸出端、第三反相器B3的輸出端相連，所述第三反相器B3的輸入端與復(fù)位開關(guān)相連，所述第一反相器BI的輸入端與所述第一與非門Gl的輸出端相連，第一反相器BI的輸出端與所述電平轉(zhuǎn)換電路中的第一 NMOS管MNl的柵極相連，所述第二反相器B2的輸入端與所述第二與非門G2的輸出端相連，第二反相器B2的輸出端與所述電平轉(zhuǎn)換電路中的第二 NMOS管MN2的柵極相連；
[0011]所述第一匪OS管MNl的源極與所述第二匪OS管MN2的源極接地，所述第一匪OS管MNl的漏極與所述第一 PMOS管MPI的漏極、所述第二 PMOS管MP2的柵極、以及所述抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路中的第三PMOS管MP3的柵極、傳輸門TG的門控制信號(hào)輸出端相連于節(jié)點(diǎn)NI，所述第二 NMOS管MN2的漏極與所述第一 PMOS管MPl的柵極、所述第二 PMOS管MP2的漏極、以及所述抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路中的傳輸門TG的門控制信號(hào)輸入端相連于節(jié)點(diǎn)N2，所述第一 PMOS管MPl的源極、所述第二 PMOS管MP2的源極以及所述抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路中的第三PMOS管MP3的源極與復(fù)位電平輸入端相連；
[0012]所述第三PMOS管MP3的漏極以及所述傳輸門TG的信號(hào)輸出端與復(fù)位信號(hào)輸出端相連，所述傳輸門TG的信號(hào)輸入端連接到Vbl—ing輸出端。
[0013]進(jìn)一步地，所述第一匪OS管麗I的尺寸大于所述第一 PMOS管MPl的尺寸，所述第二NMOS管麗2的尺寸大于所述第二 PMOS管MP2的尺寸。
[0014]進(jìn)一步地，在所述不交疊信號(hào)產(chǎn)生電路中，所述與非門Gl、G2，以及反相器B1、B2、B3采用3.3V工藝MOS管。
[0015]進(jìn)一步地，在所述電平轉(zhuǎn)換電路中，所述PMOS管MPl、MP2，以及NMOS管麗1、麗2采用5V工藝MOS管。
[0016]進(jìn)一步地，在所述抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路中，所述PMOS管MP3以及傳輸門TG采用5V工藝MOS管。
[0017]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0018]本實(shí)用新型中在電平轉(zhuǎn)換電路中采用交叉耦合PMOS管結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電路功耗較小，對(duì)像素陣列負(fù)載依賴性不高;在負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路中嵌入了抗飽和結(jié)構(gòu)，采用IV取代OV作為復(fù)位信號(hào)的低電平電壓，提供像素積分期間復(fù)位管的低電平偏置信號(hào)，提高了像素最大輸出擺幅，同時(shí)消除了圖像滯后與弱光條件下的非線性響應(yīng)，增強(qiáng)了像素的抗飽和能力。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的一種圖像傳感器像素硬復(fù)位保護(hù)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施方式不限于此。
[0021]實(shí)施例:如圖1所示，一種圖像傳感器像素硬復(fù)位保護(hù)電路，包括不交疊信號(hào)產(chǎn)生電路、電平轉(zhuǎn)換電路以及抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，其中:
[0022]所述不交疊信號(hào)產(chǎn)生電路含有2個(gè)與非門Gl、G2，3個(gè)反相器B1、B2、B3;
[0023]所述電平轉(zhuǎn)換電路含有2個(gè)PMOS管MPl、MP2，2個(gè)NMOS管麗1、麗2 ；
[0024]所述抗飽和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路含有I個(gè)PMOS管MP3，I個(gè)傳輸門TG;
[0025]所述第一與非門Gl設(shè)有兩個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端，所述第二與非門G2設(shè)有兩個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端，所述第一與非門GI的兩個(gè)輸入端分別與復(fù)位開關(guān)、所述第二與非門G2的輸出端相連，所述第二與非門G2的兩個(gè)輸入端分別與所述第一與非門Gl的輸出端、第三反相器B3的輸出端相連，所述第三反相器B3的輸入端與復(fù)位開關(guān)相連，所述第一反相器BI的輸入端與所述第一與非門Gl的輸出端相連，第一反相器BI的輸出端與所述電平轉(zhuǎn)換電路中的第一 NMOS管MNl的柵極相