專(zhuān)利名稱(chēng)：低噪聲相關(guān)雙取樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子學(xué)領(lǐng)域的集成電路設(shè)計(jì)，是一種新型的相關(guān)雙取樣電路，特別是一種低噪聲相關(guān)雙取樣電路。
背景技術(shù)：
讀出電路的噪聲主要包括讀出電路中所用電路結(jié)構(gòu)器件的固有噪聲和電路工作方式引入的附加噪聲。噪聲限制了CMOS圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍、降低了信噪比。前者主要有1/f噪聲和KTC噪聲，后者主要有固定圖形噪聲。只要頻率足夠低，在所有類(lèi)型的電子器件和電子整機(jī)中都能觀察到1/f噪聲現(xiàn)象。KTC噪聲是由電路結(jié)構(gòu)和電路的工作方式引入的，在讀出電路中，積分電容和采樣電容都要通過(guò)MOSFET管周期的復(fù)位，KTC噪聲就是由MOSFET管導(dǎo)通時(shí)溝道電阻引入的，屬于熱噪聲。由于材料和制造工藝等多種原因，陣列中每個(gè)像元的性能出現(xiàn)偏差，即使每個(gè)像元輸入相同的信號(hào)，其輸出信號(hào)的大小也不一樣，即產(chǎn)生了陣列電路特有的固定圖形噪聲。與CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器的每一個(gè)像素單元集成了更多的MOSFET管，特別是在DPS像素中，由于將A/D轉(zhuǎn)化器集成到每一個(gè)像素中，MOSFET帶來(lái)的固定圖形噪聲比CCD圖像傳感器大。
1/f噪聲、KTC噪聲和固定圖形噪聲是讀出電路中最主要的噪聲源，前級(jí)噪聲的危害很大，因?yàn)樗麄儽环糯髠鬏數(shù)胶蠹?jí)。為提高輸出信號(hào)的信噪比和動(dòng)態(tài)范圍，必須盡量在前級(jí)消除。低噪聲化技術(shù)的手段除了從器件結(jié)構(gòu)參數(shù)和調(diào)整工藝參數(shù)入手之外，在設(shè)計(jì)電路時(shí)設(shè)計(jì)合適的電路也可以消除噪聲。在讀出電路中，相關(guān)雙取樣技術(shù)(Correlated Double Sample，CDS)是目前應(yīng)用最廣泛的噪聲抑制技術(shù)。由于電容上的電壓(或電荷)不能突變，即來(lái)自同一電路的噪聲電壓在時(shí)間上具有相關(guān)性，在很短的時(shí)間內(nèi)兩次采樣(雙取樣)同一單元的信號(hào)，然后利用差分器將兩次采樣信號(hào)相減，就可達(dá)到消除或消弱1/f噪聲、KTC噪聲和固定圖形噪聲的目的，CDS的工作原理框圖見(jiàn)圖1所示。輸入信號(hào)由輸入信號(hào)端口7輸入，經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)從輸出信號(hào)端口8輸出；取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1一端接在輸入信號(hào)端口7，另一端接在參考信號(hào)取樣保持電容3的一端；取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2一端接在輸入信號(hào)端口7，另一端接在光信號(hào)取樣保持電容4的一端；參考信號(hào)取樣保持電容3和光信號(hào)取樣保持電容4兩者的另一端接接地端10；減法器24的輸入端口分別接取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1一端和取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2一端。
目前，基本上采用經(jīng)典的相關(guān)雙取樣電路設(shè)計(jì)像素的讀出電路，這種電路使用的晶體管多，盡管已經(jīng)消除了前級(jí)像素帶來(lái)的噪聲，但相關(guān)雙取樣電路本身因?yàn)楣ぷ鲗⒁胧д{(diào)電壓，從而引入固定圖形噪聲，其它相關(guān)雙取樣電路本身帶入的熱噪聲和1/f噪聲也不能消除。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種低噪聲相關(guān)雙取樣電路，采用該電路結(jié)構(gòu)有利于消除或減弱相關(guān)雙取樣電路本身引入的熱噪聲、1/f噪聲和/或固定圖形噪聲，并且能夠使電路結(jié)構(gòu)規(guī)模下降將近一倍，從而降低電路的復(fù)雜度，節(jié)省大量晶體管消耗的能量，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗的目的。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種低噪聲相關(guān)雙取樣電路，包括第一取樣保持電容、第二取樣保持電容、第一讀出開(kāi)關(guān)和第二讀出開(kāi)關(guān)；第一取樣保持電容與第一讀出開(kāi)關(guān)相連點(diǎn)為第一取樣保持節(jié)點(diǎn)，第一取樣保持節(jié)點(diǎn)連接輸入端口并通過(guò)第一讀出開(kāi)關(guān)接入緩沖器的輸入端；第二取樣保持電容與第二讀出開(kāi)關(guān)相連點(diǎn)為第二取樣保持節(jié)點(diǎn)；第二取樣保持節(jié)點(diǎn)連接輸入端口并通過(guò)第二讀出開(kāi)關(guān)也接入所述緩沖器的輸入端。
所述第一取樣保持節(jié)點(diǎn)與輸入端口間連接有取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)；第二取樣保持節(jié)點(diǎn)與輸入端口間連接有取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)。
所述第一取樣保持電容為參考信號(hào)取樣保持電容，第一讀出開(kāi)關(guān)為復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)；所述第二取樣保持電容為光信號(hào)取樣保持電容，第二讀出開(kāi)關(guān)為光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)。
所述復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，讀出保持在參考信號(hào)取樣保持電容上的參考電壓；所述光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，讀出保持在光信號(hào)取樣保持電容上的信號(hào)電壓；兩路信號(hào)電壓經(jīng)過(guò)同一路緩沖器輸出，參考電壓與信號(hào)電壓在后續(xù)電路中相減，以將像素中噪聲電平消除掉，消除由工藝引入的失調(diào)電壓。
所述第一讀出開(kāi)關(guān)與第二讀出開(kāi)關(guān)由P型MOS管或N型MOS管或CMOS對(duì)管構(gòu)成的電子開(kāi)關(guān)器件。
所述緩沖器包括源跟隨器、列選通管、偏置管、接地端和電源端，源跟隨器、列選通管與偏置管相連，偏置管連接電源端；源跟隨器源極連接接地端，源跟隨器柵級(jí)連接輸入端，源跟隨器的漏極或襯底偏置連接信號(hào)輸出端。
所述源跟隨器為P型MOS管，其柵極接緩沖器的緩沖輸入節(jié)點(diǎn)，其源極為接地端；所述列選通管為P型MOS管，其柵極接列選通信號(hào)，其源極與源跟隨器的漏極連接為緩沖器的輸出信號(hào)端口；所述偏置管為P型MOS管，其柵極接偏置電壓，其漏極接電源端，其源極與列選通管的漏極相連接。
所述緩沖器的輸出信號(hào)端口和緩沖輸入節(jié)點(diǎn)均連接有偏置電壓的偏置開(kāi)關(guān)，該輸入節(jié)點(diǎn)偏置電壓的偏置開(kāi)關(guān)為急劇短路晶體管，用于在短路信號(hào)的作用下將源跟隨器管的柵極與固定電平短接，將MOS電容上的殘余電荷放掉。
所述緩沖器的輸出節(jié)點(diǎn)和輸入節(jié)點(diǎn)各自通過(guò)作為偏置開(kāi)關(guān)的N型MOS管連接地電平或者接在一固定的偏置電平上，該兩個(gè)N型MOS管的柵極均接列選通信號(hào)，兩個(gè)漏極分別連接相應(yīng)的輸出節(jié)點(diǎn)和輸入節(jié)點(diǎn)。
所述源跟隨器的P型MOS管的襯底偏置接在輸出節(jié)點(diǎn)上，其它所有P型MOS管的襯底接在N阱上；或者，所述N型MOS管的襯底接在P型襯底上。
由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供一種低噪聲相關(guān)雙取樣電路，包括電路中的第一取樣保持電容和第二取樣保持電容及其各自的取樣保持節(jié)點(diǎn)，所述兩個(gè)取樣保持節(jié)點(diǎn)分別通過(guò)各自的讀出開(kāi)關(guān)接入緩沖器的輸入端。采用該電路結(jié)構(gòu)有利于消除或減弱相關(guān)雙取樣電路本身引入的熱噪聲、1/f噪聲和/或固定圖形噪聲，并且能夠使電路結(jié)構(gòu)規(guī)模下降一倍，從而降低電路的復(fù)雜度，節(jié)省大量晶體管消耗的能量，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗的目的。


圖1為經(jīng)典的相關(guān)雙取樣電路即CDS的工作原理框圖；圖2為傳統(tǒng)的相關(guān)雙取樣電路原理圖；圖3為本發(fā)明低噪聲相關(guān)雙取樣電路原理圖；圖4為圖3的工作時(shí)序圖；圖5為本發(fā)明的低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣實(shí)現(xiàn)電路；圖6為本發(fā)明的無(wú)襯偏效應(yīng)的低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣實(shí)現(xiàn)電路。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心是將兩個(gè)取樣保持節(jié)點(diǎn)分別通過(guò)各自的讀出開(kāi)關(guān)接入同一緩沖器的輸入端，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，以消除或減弱相關(guān)雙取樣電路本身引入的噪聲，減小電路結(jié)構(gòu)規(guī)模。
為對(duì)本發(fā)明有進(jìn)一步的了解，下面結(jié)合附圖分別對(duì)本發(fā)明包括的各電路部分作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
首先，分析一下傳統(tǒng)的相關(guān)雙取樣電路，圖2給出了傳統(tǒng)的相關(guān)雙取樣電路原理圖。如圖2所示，傳統(tǒng)的相關(guān)雙取樣電路由偏置晶體管MLN、取樣開(kāi)關(guān)晶體管MSHR和MSHS、取樣電容CS和CR、源跟隨晶體管MP1和MP2、列選擇晶體管MY1和MY2以及CDS電路偏置晶體管MLP1和MLP2構(gòu)成。整個(gè)電路工作分三步(1)像素中的復(fù)位晶體管在復(fù)位信號(hào)作用下復(fù)位初始化，行選擇晶體管導(dǎo)通的同時(shí)，取樣開(kāi)關(guān)MSHR在取樣信號(hào)VSHR作用下閉合，第一個(gè)復(fù)位輸出電壓被取樣保持到電容CR上；(2)像素中的復(fù)位晶體管在復(fù)位信號(hào)作用下置位，電路進(jìn)入信號(hào)積分階段，取樣保持開(kāi)關(guān)MSHS在取樣信號(hào)VSHS作用下閉合，第二個(gè)積分信號(hào)電壓被取樣保持到電容CS上；(3)在列選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)MY1和MY2的作用下，列選擇晶體管MY1和MY2導(dǎo)通，儲(chǔ)存在電容CR上的第一個(gè)復(fù)位輸出電壓和在電容CS上第二個(gè)積分信號(hào)電壓被取出到差分放大器，最后輸出為純光信號(hào)電壓，大部分噪聲被抑制。
為避免采樣電容上的殘余電荷影響下一個(gè)周期的信號(hào)電壓帶來(lái)不完全電荷轉(zhuǎn)移噪聲，在CDS電路中用急劇短路晶體管在短路信號(hào)的作用下將取樣電容CS和CR與地短接，將采樣電容上的殘余電荷切底放掉。
由圖2可知傳統(tǒng)的相關(guān)雙取樣電路的兩路輸出完全一樣，盡管相關(guān)雙取樣電路將由像素輸入的噪聲電平抑制掉，但本身的熱噪聲和1/f噪聲被引入，同時(shí)由于制造工藝的漲落，兩路電路不可能完全一樣，將引入很大的失調(diào)電壓，即使每路輸入相同的信號(hào)，其輸出信號(hào)的大小也不一樣，即產(chǎn)生了陣列電路特有的固定圖形噪聲。
本發(fā)明提出一種消除相關(guān)雙取樣電路本身引入的熱噪聲、1/f噪聲和固定圖形噪聲，同時(shí)電路結(jié)構(gòu)規(guī)模將下降一倍。其具體實(shí)施方式
如圖3所示信號(hào)由輸入信號(hào)端口7輸入，經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)從輸出端口8輸出；取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1一端接在輸入信號(hào)端口7，另一端接在參考信號(hào)取樣保持電容3的一端；取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2一端接在輸入信號(hào)端口7，另一端接在光信號(hào)取樣保持電容4的一端；參考信號(hào)取樣保持電容3和光信號(hào)取樣保持電容4兩者的另一端接接地端10；復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5的一端接在參考信號(hào)取樣保持電容3的一端，光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6一端接在光信號(hào)取樣保持電容4的一端。復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5和光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6兩者的另一端接在緩沖器9的輸入端，緩沖器9從端口8輸出信號(hào)。
圖4為低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣結(jié)構(gòu)工作時(shí)序圖。如圖4所示，當(dāng)取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)電平31為高時(shí)，取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1導(dǎo)通，將像素輸出的復(fù)位信號(hào)電平保持在參考信號(hào)取樣保持電容3上；當(dāng)取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)電平32為高時(shí)，取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2導(dǎo)通，將像素輸出的光信號(hào)保持在光信號(hào)取樣保持電容4上；當(dāng)復(fù)位信號(hào)讀出電平33為高時(shí)，復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5導(dǎo)通，讀出保持在參考信號(hào)取樣保持電容3上的電壓；當(dāng)光信號(hào)讀出電平34為高時(shí)，讀出保持在光信號(hào)取樣保持電容4上的電壓；兩者在后續(xù)電路中相減，就將像素中噪聲電平消除掉，同時(shí)兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)同一路緩沖器9，因此由工藝引入的失調(diào)電壓是一樣的，從而在后續(xù)電路中相減中也可以消除。并且降低了電路的復(fù)雜度，節(jié)省大量晶體管消耗的能量，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗的目的。
圖5為本發(fā)明的低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣實(shí)現(xiàn)電路。如圖5所示的一種低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣電路結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)具有低噪聲、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，其中包括取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1、取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2、復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5與光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6可以用P型MOS管或N型MOS管或CMOS對(duì)管實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)性能，取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1和取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2的一端接信號(hào)輸入信號(hào)端口7，取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1的導(dǎo)通信號(hào)接取樣保持復(fù)位信號(hào)，取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2的導(dǎo)通信號(hào)接取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)電平，取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1的另一端接第一取樣保持節(jié)點(diǎn)16，取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2的另一端接第二取樣保持節(jié)點(diǎn)17，復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5的一端接第一取樣保持節(jié)點(diǎn)16，光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6的一端接第二取樣保持節(jié)點(diǎn)17，復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5與光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6的另一端接緩沖輸入節(jié)點(diǎn)18，復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5的導(dǎo)通信號(hào)接復(fù)位信號(hào)讀出電平，光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6的導(dǎo)通信號(hào)接光信號(hào)讀出電平；參考信號(hào)取樣保持電容3和光信號(hào)取樣保持電容4用N型MOS管或P型MOS管構(gòu)成，MOS參考信號(hào)取樣保持電容3和MOS光信號(hào)取樣保持電容4的漏極和源極均接接地端10，MOS參考信號(hào)取樣保持電容3的柵極接第一取樣保持節(jié)點(diǎn)16，MOS光信號(hào)取樣保持電容4的柵極在第二取樣保節(jié)點(diǎn)17；第一偏置開(kāi)關(guān)12和第二偏置開(kāi)關(guān)13是兩個(gè)接偏置電壓的開(kāi)關(guān)，用N型MOS管構(gòu)成，第一偏置開(kāi)關(guān)12和第二偏置開(kāi)關(guān)13的柵極均接在列選通信號(hào)21上，第一偏置開(kāi)關(guān)12和第二偏置開(kāi)關(guān)13的源極均接在對(duì)地節(jié)點(diǎn)14上，對(duì)地節(jié)點(diǎn)14可以是地電平或者接在一固定的偏置電平上，第一偏置開(kāi)關(guān)12的漏極接在緩沖輸入節(jié)點(diǎn)18上，第二偏置開(kāi)關(guān)13的漏極接在輸出信號(hào)端口8上；P型MOS管構(gòu)成的源跟隨器23的柵極接在緩沖輸入節(jié)點(diǎn)18上，源跟隨器23的源極接接地端10，源跟隨器23的漏極接在輸出信號(hào)端口8上；P型MOS管構(gòu)成的列選通管11的源極接在輸出信號(hào)端口8上，列選通管11的柵極接在列選通信號(hào)21上，列選通管11的漏極接在偏置節(jié)點(diǎn)19上；P型MOS管構(gòu)成的偏置管15的柵極接偏置電壓端22，為整個(gè)支路提供電流，偏置管15的源極接在偏置節(jié)點(diǎn)19上，偏置管15的漏極接在電源端20上。所有P型MOS管的襯底接在N阱上，所有N型MOS管的襯底接在P型襯底上。
整個(gè)電路工作分四步(1)像素中的復(fù)位晶體管在復(fù)位信號(hào)作用下復(fù)位初始化，行選擇晶體管導(dǎo)通的同時(shí)，取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)1在取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)電平31作用下閉合，第一個(gè)復(fù)位輸出電壓被取樣保持到參考信號(hào)取樣保持電容3上；(2)像素中的復(fù)位晶體管在復(fù)位信號(hào)作用下置位，電路進(jìn)入信號(hào)積分階段，取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)2在取樣信號(hào)32作用下閉合，第二個(gè)積分信號(hào)電壓被取樣保持到光信號(hào)取樣保持電容4上；(3)在列取址開(kāi)關(guān)信號(hào)21的作用下，列選擇晶體管11導(dǎo)通，同時(shí)復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)5導(dǎo)通，儲(chǔ)存在參考信號(hào)取樣保持電容3上的第一個(gè)復(fù)位輸出電壓讀出，然后光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)6導(dǎo)通，儲(chǔ)存在光信號(hào)取樣保持電容4上的積分信號(hào)電壓讀出。
兩者在后續(xù)電路中相減，就將像素中噪聲電平消除掉。為避免采樣電容上的殘余電荷影響下一個(gè)周期的信號(hào)電壓帶來(lái)不完全電荷轉(zhuǎn)移噪聲，在低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣實(shí)現(xiàn)電路中用急劇短路晶體管第一偏置開(kāi)關(guān)12在短路信號(hào)的作用下將源跟隨器23的柵極與固定電平短接，將MOS電容上的殘余電荷放掉，以免影響第二個(gè)周期的信號(hào)電壓，造成殘余電荷噪聲的影響。
圖6為本發(fā)明的無(wú)襯偏效應(yīng)的低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣實(shí)現(xiàn)電路。該電路是應(yīng)用于CMOS圖像傳感器無(wú)襯偏效應(yīng)的低噪聲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的相關(guān)雙取樣實(shí)現(xiàn)電路。如圖6所示，該電路是與圖5相近的相關(guān)雙取樣電路，差別在于源跟隨晶體23的襯底偏置接在輸出信號(hào)端口8上，其它所有P型MOS管的襯底接在N阱上，所有N型MOS管的襯底接在P型襯底上。
以上所述，僅為發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于，包括第一取樣保持電容、第二取樣保持電容、第一讀出開(kāi)關(guān)和第二讀出開(kāi)關(guān)；第一取樣保持電容與第一讀出開(kāi)關(guān)相連點(diǎn)為第一取樣保持節(jié)點(diǎn)，第一取樣保持節(jié)點(diǎn)連接輸入端口并通過(guò)第一讀出開(kāi)關(guān)接入緩沖器的輸入端；第二取樣保持電容與第二讀出開(kāi)關(guān)相連點(diǎn)為第二取樣保持節(jié)點(diǎn)；第二取樣保持節(jié)點(diǎn)連接輸入端口并通過(guò)第二讀出開(kāi)關(guān)也接入所述緩沖器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述第一取樣保持節(jié)點(diǎn)與輸入端口間連接有取樣保持復(fù)位信號(hào)開(kāi)關(guān)；第二取樣保持節(jié)點(diǎn)與輸入端口間連接有取樣保持光信號(hào)開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述第一取樣保持電容為參考信號(hào)取樣保持電容，第一讀出開(kāi)關(guān)為復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)；所述第二取樣保持電容為光信號(hào)取樣保持電容，第二讀出開(kāi)關(guān)為光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述復(fù)位信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，讀出保持在參考信號(hào)取樣保持電容上的參考電壓；所述光信號(hào)讀出開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，讀出保持在光信號(hào)取樣保持電容上的信號(hào)電壓；兩路信號(hào)電壓經(jīng)過(guò)同一路緩沖器輸出，參考電壓與信號(hào)電壓在后續(xù)電路中相減，以將像素中噪聲電平消除掉，消除由工藝引入的失調(diào)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述第一讀出開(kāi)關(guān)與第二讀出開(kāi)關(guān)由P型MOS管或N型MOS管或CMOS對(duì)管構(gòu)成的電子開(kāi)關(guān)器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述緩沖器包括源跟隨器、列選通管、偏置管、接地端和電源端，源跟隨器、列選通管與偏置管相連，偏置管連接電源端；源跟隨器源極連接接地端，源跟隨器柵級(jí)連接輸入端，源跟隨器的漏極或襯底偏置連接信號(hào)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述源跟隨器為P型MOS管，其柵極接緩沖器的緩沖輸入節(jié)點(diǎn)，其源極為接地端；所述列選通管為P型MOS管，其柵極接列選通信號(hào)，其源極與源跟隨器的漏極連接為緩沖器的輸出信號(hào)端口；所述偏置管為P型MOS管，其柵極接偏置電壓，其漏極接電源端，其源極與列選通管的漏極相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述緩沖器的輸出信號(hào)端口和緩沖輸入節(jié)點(diǎn)均連接有偏置電壓的偏置開(kāi)關(guān)，該輸入節(jié)點(diǎn)偏置電壓的偏置開(kāi)關(guān)為急劇短路晶體管，用于在短路信號(hào)的作用下將源跟隨器管的柵極與固定電平短接，將MOS電容上的殘余電荷放掉。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述緩沖器的輸出節(jié)點(diǎn)和輸入節(jié)點(diǎn)各自通過(guò)作為偏置開(kāi)關(guān)的N型MOS管連接地電平或者接在一固定的偏置電平上，該兩個(gè)N型MOS管的柵極均接列選通信號(hào)，兩個(gè)漏極分別連接相應(yīng)的輸出節(jié)點(diǎn)和輸入節(jié)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8或9所述的低噪聲相關(guān)雙取樣電路，其特征在于所述源跟隨器的P型MOS管的襯底偏置接在輸出節(jié)點(diǎn)上，其它所有P型MOS管的襯底接在N阱上；或者，所述N型MOS管的襯底接在P型襯底上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低噪聲相關(guān)雙取樣電路，包括電路中的第一取樣保持電容和第二取樣保持電容及其各自的取樣保持節(jié)點(diǎn)，所述兩個(gè)取樣保持節(jié)點(diǎn)分別通過(guò)各自的讀出開(kāi)關(guān)接入同一個(gè)緩沖器的輸入端進(jìn)行相應(yīng)的處理。因此，采用該電路結(jié)構(gòu)的本發(fā)明有利于消除或減弱相關(guān)雙取樣電路本身引入的熱噪聲、1/f噪聲和/或固定圖形噪聲，并且能夠使電路結(jié)構(gòu)規(guī)模下降一倍，從而降低電路的復(fù)雜度，節(jié)省大量晶體管消耗的能量，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗的目的。
文檔編號(hào)G11C7/00GK1835124SQ200510055260
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者金湘亮 申請(qǐng)人:北京思比科微電子技術(shù)有限公司