升壓電路、固體攝像器件和照相機(jī)系統(tǒng)的制作方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>發(fā)電;變電;配電裝置的制造技術(shù)

專利名稱：升壓電路、固體攝像器件和照相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及升壓電路以及使用該升壓電路的固體攝像器件和照相機(jī) 系統(tǒng)，該固體攝像器件以CMOS圖像傳感器為代表。
背景技術(shù)：
近年來，CMOS圖像傳感器作為用于替代電荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)的固體攝像器件(圖像傳感器)引起了人們的注意。
這是因?yàn)镃MOS圖像傳感器克服了以下問題。
制造CCD像素需要專用工藝，并且需要多個(gè)電源電壓來使CCD像素工作。此外，還必須用多個(gè)周邊集成電路(IC)與CCD像素組合并使這些周邊IC工作。
這種CCD的使用引起了使系統(tǒng)非常復(fù)雜等各種問題，而這些問題都能被CMOS圖像傳感器克服。
用于普通CMOS集成電路的制造工藝能夠用于制造CMOS圖像傳感器。此外，能夠通過單個(gè)電源來驅(qū)動(dòng)CMOS圖像傳感器。另外，采用CMOS 工藝的模擬電路和邏輯電路能夠混裝在同一芯片上。
因此，CMOS圖像傳感器具有多個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠減少周邊IC的數(shù)目。
CCD的輸出電路的主流是使用了具有浮動(dòng)擴(kuò)散部(Floating Diffusion, FD)的FD放大器的1信道(ch)輸出。
與之相比，CMOS圖像傳感器具有用于各個(gè)像素的FD放大器，CMOS圖像傳感器的輸出的主流是列并行輸出型輸出，該列并行輸出型輸出從像素陣列中選擇一行像素，并且在列方向上同時(shí)從該一行像素中讀出電荷。
這是因?yàn)椴贾迷谙袼刂械腇D放大器很難獲得足夠的驅(qū)動(dòng)能力，因而這使它必須降低數(shù)據(jù)率，因此，并行處理是有利的。
這種具有傳感器部的CMOS圖像傳感器包括像素陣列部、像素驅(qū)動(dòng) 部(垂直掃描電路)和列電路(列處理電路)，所述像素陣列部具有由預(yù)定結(jié) 構(gòu)的像素電路構(gòu)成的二維陣列。
這些部分以大規(guī)模集成電路(large-scale integration, LSI)的方式形成。
從提供具有單個(gè)電源的LSI的觀點(diǎn)看，在LSI內(nèi)部設(shè)置用于使從外部供應(yīng)的電壓升壓或者降壓的電路是有用的。
例如，CMOS圖像傳感器經(jīng)常使用兩種從外部供應(yīng)的電源電壓，即用于模擬電路的電壓和用于數(shù)字電路的電壓。
在利用CMOS圖像傳感器的如下優(yōu)點(diǎn)時(shí)，即能夠用與制造通用 CMOS LSI相同的工藝來制造CMOS圖像傳感器時(shí)，在傳感器中設(shè)置升壓、降壓電路就能夠允許多種類型的電源電壓用于該圖像傳感器中的電路中。
也就是說，盡管只從外部供應(yīng)兩種電壓，但CMOS圖像傳感器內(nèi)部的電路也能夠作為多電源電路的集合體工作。(見日本專利No. 3802239 (專利文獻(xiàn)1)。)
在CMOS圖像傳感器中裝配有升壓電路等的情況下，當(dāng)在各個(gè)電路組件中交換信號(hào)時(shí)，必須借助于電平轉(zhuǎn)換器。
上述電平轉(zhuǎn)換器的設(shè)置前提是能穩(wěn)定地供應(yīng)高電平一VH)電壓和低電平^VL)電壓。
然而，在例如從待機(jī)狀態(tài)向工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中，當(dāng)使電壓的高低關(guān) 系反轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間間隙，這可能導(dǎo)致電平轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障，并可能使過大的貫通電流流進(jìn)電平轉(zhuǎn)換器，因而使電力消耗增加。
9人們已經(jīng)提出了一種解決此問題的方案，在該方案中，在CMOS圖像傳感器中設(shè)置有特別的內(nèi)部電路，從而防止電平轉(zhuǎn)換器在從待機(jī)狀態(tài)
向工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生故障(例如見日本專利No. 3802239 (專利文獻(xiàn)l))。
然而，這種技術(shù)需要特別的內(nèi)部電路，這會(huì)產(chǎn)生電路復(fù)雜化和電路擴(kuò)大化的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，期望提供一種升壓電路、一種固體攝像器件和一種照相機(jī)系統(tǒng)，它們能夠在不使電路復(fù)雜化和電路擴(kuò)大化且不使電力消耗增加的情況下，在抑制后級(jí)電路的故障的同時(shí)生成升壓電壓。
本發(fā)明實(shí)施例的升壓電路包括輸出端子；生成升壓用的基準(zhǔn)電壓
的基準(zhǔn)電壓生成部；使所述基準(zhǔn)電壓升壓并將升壓后的基準(zhǔn)電壓從所述
輸出端子輸出的電荷泵部；以及在待機(jī)時(shí)使所述輸出端子保持為高電平
電壓的輸出端子電壓保持部。所述電荷泵部包括接受所述基準(zhǔn)電壓的
輸入的輸入節(jié)點(diǎn)；被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的至少一
個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)；至少一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與所述升壓節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)并
被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)電位之間；至少一個(gè)升壓電容器，所述升壓電容器具有連接至對(duì)應(yīng)的所述升壓節(jié)點(diǎn)的第一端子和連接至對(duì)應(yīng)的所
述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的第二端子；以及被設(shè)置在所述輸入節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)所述升
壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的所述升壓節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間、在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間和在所述基準(zhǔn)電位與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多
個(gè)開關(guān)晶體管，所述多個(gè)開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或者
截止，并且，在待機(jī)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部使所述基準(zhǔn)電壓生成
部的輸出側(cè)或者所述輸出端子連接至相當(dāng)于高電平的電位，并且取決于
所述電位是連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)還是連接至所述輸出端
子，所述輸出端子電壓保持部控制至少連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)
點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止操作。
優(yōu)選地，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與輸出端子之間的全部開關(guān)晶體管導(dǎo)通。優(yōu)選地，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管之中的至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的那些開關(guān)晶體管包括寄生二極管，并且那些開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃?輸入節(jié)點(diǎn)到所述輸出端子，其中，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的開關(guān)晶體管以及連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管之中的至少連接至所述輸入節(jié)點(diǎn)的開關(guān)晶體管截止。
優(yōu)選地，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管包括寄生二極管，連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃鲚斎牍?jié)點(diǎn)到所述輸出端子，連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二
極管的正向?yàn)閺乃龌鶞?zhǔn)電位到所述輸入節(jié)點(diǎn)，并且，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得所述多個(gè)開關(guān)晶體管截止。
優(yōu)選地，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述輸出端子時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與輸出端子之間的各開關(guān)晶體管之中的至少連接至所述輸出端子和所述升壓節(jié)點(diǎn)的那些開關(guān)晶體管截止。
優(yōu)選地，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管之中的至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的那些開關(guān)晶體管包括寄生二極管，并且那些開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃?輸入節(jié)點(diǎn)到所述輸出端子，并且，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述輸出端子時(shí)，輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得至少連接在所述輸入節(jié) 點(diǎn)與所述輸出端子之間的開關(guān)晶體管以及連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管之中的至少連接至所述輸入節(jié)點(diǎn)的開關(guān)晶體管截止。
優(yōu)選地，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管包括寄生二極管，連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃鲚斎牍?jié)點(diǎn)到所述輸出端子，連接在所述
11輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二
極管的正向?yàn)閺乃龌鶞?zhǔn)電位到所述輸入節(jié)點(diǎn)，并且，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述輸出端子時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得所述多個(gè)開關(guān)晶體管截止。
優(yōu)選地，所述電荷泵部中的各開關(guān)晶體管是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且所述輸出端子電壓保持部把來自所述輸出端子的升壓電壓用于各開關(guān)晶體管的開關(guān)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓。
優(yōu)選地，所述輸出端子電壓保持部使所述驅(qū)動(dòng)電壓中包含由來自所述輸出端子的所述升壓電壓的分壓電壓決定的電壓。
本發(fā)明另一實(shí)施例的固體攝像器件包括像素部，其具有矩陣狀的多個(gè)像素電路，所述像素電路具有將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并對(duì)應(yīng)于曝光時(shí)間存儲(chǔ)所述電信號(hào)的元件；像素驅(qū)動(dòng)部，其能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)從而響應(yīng)于控制信號(hào)從所述像素部讀取圖像數(shù)據(jù)；和升壓電源部，其包括升壓電路，并且將所述控制信號(hào)設(shè)定為通過所述升壓電路升壓的電壓電平。所述升壓電路包括輸出端子；生成升壓用的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓生成部；使所述基準(zhǔn)電壓升壓并將升壓后的基準(zhǔn)電壓從所述輸出端子輸出的電荷泵部；以及在待機(jī)時(shí)使所述輸出端子保持為高電平電壓的輸出端子電壓保持部。所述電荷泵部包括接受所述基準(zhǔn)電壓的輸入的輸入節(jié)點(diǎn)；被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)；至少一個(gè) 基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與所述升壓節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)并被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn) 與基準(zhǔn)電位之間；至少一個(gè)升壓電容器，所述升壓電容器具有連接至對(duì) 應(yīng)的所述升壓節(jié)點(diǎn)的第一端子和連接至對(duì)應(yīng)的所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的第二端子；以及被設(shè)置在所述輸入節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)所述升壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的所述升壓節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間、在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)節(jié) 點(diǎn)之間和在所述基準(zhǔn)電位與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)開關(guān)晶體管，所述多個(gè)開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或者截止。在待機(jī)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部使所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)或者所述輸出端子與相當(dāng)于高電平的電位連接，并且取決于所述電位是連接至所述基準(zhǔn) 電壓生成部的輸出側(cè)還是所述輸出端子，所述輸出端子電壓保持部控制至少連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止操作。
本發(fā)明再一實(shí)施例的照相機(jī)系統(tǒng)包括固體攝像器件；在所述固體
攝像器件中形成對(duì)象圖像的光學(xué)系統(tǒng)；以及對(duì)來自所述固體攝像器件的輸出圖像信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理電路。所述固體攝像器件包括像素部，其具有矩陣狀的多個(gè)像素電路，所述像素電路具有將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并對(duì)應(yīng)于曝光時(shí)間存儲(chǔ)所述電信號(hào)的元件；像素驅(qū)動(dòng)部，其能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)從而響應(yīng)于控制信號(hào)從所述像素部讀取圖像數(shù)據(jù)；以及升壓電源
部，其包括升壓電路，并且將所述控制信號(hào)設(shè)定為通過所述升壓電路升
壓的電壓電平。所述升壓電路包括輸出端子；生成升壓用的基準(zhǔn)電壓
的基準(zhǔn)電壓生成部；使所述基準(zhǔn)電壓升壓并將升壓后的基準(zhǔn)電壓從所述
輸出端子輸出的電荷泵部；以及在待機(jī)時(shí)使所述輸出端子保持為高電平
電壓的輸出端子電壓保持部。所述電荷泵部包括接受所述基準(zhǔn)電壓的
輸入的輸入節(jié)點(diǎn)；被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的至少一
個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)；至少一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與所述升壓節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)并
被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)電位之間；至少一個(gè)升壓電容器，所述升壓電容器具有連接至對(duì)應(yīng)的所述升壓節(jié)點(diǎn)的第一端子和連接至對(duì)應(yīng)的所
述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的第二端子；以及被設(shè)置在所述輸入節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)所述升壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的所述升壓節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間、在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間和在所述基準(zhǔn)電位與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)開關(guān)晶體管，所述多個(gè)開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或者截止。在待機(jī)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部使所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)或者所述輸出端子與相當(dāng)于高電平的電位連接，并且取決于所述電位是連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)還是所述輸出端子，所述輸出端子電壓保持部控制至少連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止操作。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，在不進(jìn)行升壓操作的待機(jī)時(shí)間時(shí)，輸出端子電壓保持部使基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)或者輸出端子與相當(dāng)于高電平的電位連接。
例如，當(dāng)所述電位連接至基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得連接在所述電荷泵部的輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的全部開關(guān)晶體管導(dǎo)通。
當(dāng)所述電位連接至輸出端子時(shí)，輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得連接在電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與輸出端子之間的各開關(guān)晶體管中的至少連接在輸出端子與升壓節(jié)點(diǎn)之間的那些開關(guān)晶體管截止。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，能夠在不使電路復(fù)雜化和電路擴(kuò)大化且不使電力消耗增加的情況下，在抑制后級(jí)電路的故障的同時(shí)生成升壓電壓。

圖l是示出了使用本發(fā)明實(shí)施例的升壓電路的CMOS圖像傳感器(固體攝像器件)的結(jié)構(gòu)示例的圖2是示出了本實(shí)施例的具有四個(gè)晶體管的CMOS圖像傳感器中的像素示例的圖3是示出了本實(shí)施例的升壓電源部的結(jié)構(gòu)示例的框圖4是示例性地示出了圖3所示的運(yùn)算放大器和電荷泵部的結(jié)構(gòu)的電路圖5是示出了本實(shí)施例的電平轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示例的電路圖；圖6是用于說明電荷泵部的工作原理的圖7是用于說明防止本實(shí)施例升壓電路的故障和貫通電流的第一示例的圖8是用于說明與本實(shí)施例的第一示例對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器的第一實(shí)施方式示例的圖9是用于說明與本實(shí)施例的第一示例對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器的第二實(shí)施方式示例的圖10是用于說明防止本實(shí)施例升壓電路的故障和貫通電流的第二示例的圖11是用于說明防止本實(shí)施例升壓電路的故障和貫通電流的第三示例的圖12是用于說明防止本實(shí)施例升壓電路的故障和貫通電流的第四示例的圖13是用于說明與本實(shí)施例的第四示例對(duì)應(yīng)的升壓電路的第一實(shí)施方式示例的圖14是用于說明與本實(shí)施例的第四示例對(duì)應(yīng)的升壓電路的第二實(shí)施方式示例的圖15是示出了本發(fā)明第二實(shí)施例安裝有列并行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog Digital Converter, ADC)的固體攝像器件(CMOS圖像傳感器)的結(jié)構(gòu)示例的框圖；以及
圖16是示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的使用了固體攝像器件的照相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖按照以下順序說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
1. 第一實(shí)施例(固體攝像器件的整體結(jié)構(gòu)CMOS圖像傳感器的結(jié)
構(gòu))
2. 升壓電源部的結(jié)構(gòu)(包括升壓電路和電平轉(zhuǎn)換器的整體結(jié)構(gòu))
3. 第一示例(在待機(jī)模式下用升壓電路來保持輸出端子電壓的第一結(jié)構(gòu)示例)
4. 第二示例(在待機(jī)模式下用升壓電路來保持輸出端子電壓的第二結(jié)構(gòu)示例)
5. 第三示例(在待機(jī)模式下用升壓電路來保持輸出端子電壓的第三結(jié)構(gòu)示例)
6. 第四示例(在待機(jī)模式下用升壓電路來保持輸出端子電壓的第四結(jié)構(gòu)示例)
7. 第二實(shí)施例(固體攝像器件的另一結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于列并行ADC的結(jié)構(gòu)示例)
8. 第三實(shí)施例(使用固體攝像器件的照相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例)
15第一實(shí)施例
圖1是示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的使用了升壓電路的CMOS圖像傳感器(固體攝像器件)的結(jié)構(gòu)示例的圖。
該CMOS圖像傳感器100具有像素陣列部110、作為像素驅(qū)動(dòng)部的垂直掃描電路120和水平掃描電路130、列讀取電路140、控制部150、數(shù)據(jù)處理單元160以及升壓電源部170。
像素陣列部110、作為像素驅(qū)動(dòng)部的垂直掃描電路120和水平掃描電路130、列讀取電路140、控制部150、數(shù)據(jù)處理單元160以及升壓電源部170被設(shè)計(jì)成LSI。
像素陣列部no具有由多個(gè)像素電路110A排列而成的二維陣列(矩陣)。
固體攝像器件100具有作為用于從像素陣列部110依次讀取信號(hào)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
也就是說，固體攝像器件IOO具有例如生成內(nèi)部時(shí)鐘的控制部150、控制行地址和行掃描的垂直掃描電路120、控制列地址和列掃描的水平掃描電路130、列讀取電路140以及數(shù)據(jù)處理單元160。
稍后對(duì)升壓電源部170進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2是示出了本實(shí)施例的具有四個(gè)晶體管的CMOS圖像傳感器中的像素示例的圖。
像素電路IIOA具有例如由光電二極管形成的光電轉(zhuǎn)換元件111。
對(duì)于單個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件111，像素電路IIOA具有作為有源元件的四個(gè)晶體管，即傳輸晶體管112、復(fù)位晶體管113、放大晶體管114和選擇晶體管115。
光電轉(zhuǎn)換元件111將入射光光電轉(zhuǎn)換為與該光量對(duì)應(yīng)的電荷(在此示例中為電子)。
傳輸晶體管112連接在光電轉(zhuǎn)換元件111與作為輸出節(jié)點(diǎn)的浮動(dòng)擴(kuò) 散部FD之間，并且具有柵極(傳輸柵極)，作為控制信號(hào)的傳輸信號(hào)TG 通過傳輸控制線LTx被供應(yīng)至該柵極。因此，傳輸晶體管112將由光電轉(zhuǎn)換元件111進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而得到的電子傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD。
復(fù)位晶體管113連接在電源線LVDD與浮動(dòng)擴(kuò)散部FD之間，并且具有柵極，作為控制信號(hào)的復(fù)位信號(hào)RST通過復(fù)位控制線LRST被供應(yīng) 至該柵極。
結(jié)果，復(fù)位晶體管113使浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電位復(fù)位到電源線LVDD 的電位。
浮動(dòng)擴(kuò)散部FD與放大晶體管114的柵極連接。放大晶體管114通過選擇晶體管115連接至信號(hào)線116,并與位于該像素部外面的恒定電流源一起形成源極跟隨器。
作為與地址信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)的選擇信號(hào)SEL通過選擇控制線 LSEL被供應(yīng)到選擇晶體管115的柵極，從而使選擇晶體管115導(dǎo)通。
當(dāng)選擇晶體管115導(dǎo)通時(shí)，放大晶體管114將浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電位放大，并且將與該放大的電位對(duì)應(yīng)的電壓輸出到信號(hào)線116。從各個(gè)像素輸出的電壓通過信號(hào)線116被輸出到列讀取電路140。
當(dāng)傳輸晶體管112的柵極、復(fù)位晶體管113的柵極和選擇晶體管115 的柵極以行為單位進(jìn)行連接時(shí)，對(duì)一行的各像素同時(shí)執(zhí)行上述操作。
布置在像素陣列部110中的各條復(fù)位控制線LRST、傳輸控制線LTx 和選擇控制線LSEL被布置得對(duì)于像素陣列中的各行為一組。
復(fù)位控制線LRST、傳輸控制線LTx和選擇控制線LSEL由垂直掃描電路120驅(qū)動(dòng)。
垂直掃描電路120具有在執(zhí)行固體攝像器件的快門操作或者讀取操作時(shí)對(duì)行進(jìn)行指定的功能。
從升壓電源部170向垂直掃描電路120供應(yīng)升壓電壓VB。
垂直掃描電路120將復(fù)位信號(hào)RST至少施加到復(fù)位控制線LRST、傳輸控制線LTx和選擇控制線LSEL中的復(fù)位控制線LRST從而驅(qū)動(dòng)復(fù) 位控制線LRST，該復(fù)位信號(hào)RST具有通過升壓電源部170升壓的振幅例如為3.6V的升壓電壓。也就是說，至少復(fù)位信號(hào)RST被設(shè)定為升壓電壓的電平(例如3.6V)。
當(dāng)然，垂直掃描電路120能夠?qū)鬏斝盘?hào)TG施加到傳輸控制線LTx 從而驅(qū)動(dòng)傳輸控制線LTx，該傳輸信號(hào)TG具有通過升壓電源部170升壓的振幅例如為3.6 V的升壓電壓。
同樣地，垂直掃描電路120能夠?qū)⑦x擇信號(hào)SEL施加到選擇控制線 LSEL從而驅(qū)動(dòng)選擇控制線LSEL，該選擇信號(hào)SEL具有通過升壓電源部 170升壓的振幅例如為3.6V的升壓電壓。
列讀取電路140接收在垂直掃描電路120的控制下從像素行讀取的數(shù)據(jù)，并通過水平掃描電路130將所讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠹?jí)的數(shù)據(jù)處理單元160。
列讀取電路140具有進(jìn)行諸如相關(guān)雙采樣(correlated double sampling, CDS)等信號(hào)處理的功能。
升壓電源部的結(jié)構(gòu)
下面說明本實(shí)施例的升壓電源部170的具體結(jié)構(gòu)和功能。
根據(jù)本實(shí)施例，在待機(jī)時(shí)，升壓電源部170中的用于生成基準(zhǔn)電壓的運(yùn)算放大器171的輸出端子電壓被保持為高電平電壓。
可選地，在待機(jī)時(shí)，電荷泵部的輸出端子電壓被保持為高電平電壓。
另外，在待機(jī)時(shí)，形成上述電荷泵部的多個(gè)開關(guān)晶體管被保持在截止(OFF)狀態(tài)。
在電荷泵部中，作為用于形成該電荷泵部的各個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)電壓，能夠使用上述輸出端子電壓和由上述輸出端子電壓的分壓決定的電壓。
下面說明升壓電源部170的更具體的結(jié)構(gòu)示例。
圖3是示出了本實(shí)施例的升壓電源部170的結(jié)構(gòu)示例的框圖。
圖4是是示例性地示出了圖3所示的運(yùn)算放大器和電荷泵部的結(jié)構(gòu) 的電路圖。
圖3中的升壓電源部170具有作為基準(zhǔn)電壓生成部的運(yùn)算放大器 171、電荷泵部172、控制邏輯電路173和電平轉(zhuǎn)換器174。在這些部件中，運(yùn)算放大器171、電荷泵部172和控制邏輯電路173 形成了本發(fā)明的升壓電路200?？刂七壿嬰娐?73形成了本發(fā)明的輸出端子電壓保持部的一部分。
電平轉(zhuǎn)換器174相當(dāng)于升壓電路200的后級(jí)電路。盡管在該示例中電平轉(zhuǎn)換器174被配置為包括在升壓電源部170中，但電平轉(zhuǎn)換器174 也可以布置在垂直掃描電路120中。
例如2.7 V的電源電壓VDD1從外部被供應(yīng)到升壓電源部170。
作為基準(zhǔn)電壓生成部的運(yùn)算放大器171生成基準(zhǔn)電壓VBR，并將所生成的基準(zhǔn)電壓VBR供應(yīng)到電荷泵部172，所述基準(zhǔn)電壓VBR是想要升高到的3.6 V升壓電壓VB的一半即1.8 V的升壓用基準(zhǔn)電壓。
運(yùn)算放大器171具有被供應(yīng)有基準(zhǔn)電壓VR的非反相輸入端子(+)和被供應(yīng)有電壓VD的反相輸入端子(-)，該電壓VD是通過電阻器元件Rl 和R2對(duì)電荷泵部172的輸出端子電壓進(jìn)行分壓而得到的電壓。
在圖4中，運(yùn)算放大器171用于生成基準(zhǔn)電壓，并且運(yùn)算放大器171
被配置為使得其輸出端子電壓的值為所需的升壓電位的一半。運(yùn)算放大器171可以具有包括連接在一起的兩個(gè)簡(jiǎn)單放大器的電路結(jié)構(gòu)。
例如，在待機(jī)時(shí)，運(yùn)算放大器171的輸出端子電壓被保持為高電平電壓。稍后對(duì)這種情況下的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行說明。
電荷泵部172利用控制邏輯電路173并通過與開關(guān)信號(hào)SW1、SW2、 SW3和SW4的供應(yīng)電平對(duì)應(yīng)的升壓操作，使例如為1.8 V的運(yùn)算放大器 171的輸出電壓升壓到3.6V，并將升壓電壓VB供應(yīng)到電平轉(zhuǎn)換器174。
電荷泵部172還將升壓電壓VB輸出到運(yùn)算放大器171。
電荷泵部172不限于僅具有使輸入電壓放大兩倍的功能，它可以具有升壓電容器、升壓節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，從而生成更高的電壓。
如圖4所示，電荷泵部172具有p溝道MOS (PM0S)晶體管PT1、 PT2禾BPT3、 n溝道MOS(NMOS)晶體管NTl、電容器Cl以及輸出端子 Toutl。
電荷泵部172還具有輸入節(jié)點(diǎn)ND1、基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)ND2、升壓節(jié)點(diǎn)ND3
19和輸出節(jié)點(diǎn)ND4。
電荷泵部172被配置為包括作為開關(guān)晶體管的PMOS晶體管 PT1 PT3和NMOS晶體管NT1，它們是絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
輸入節(jié)點(diǎn)ND1與運(yùn)算放大器171的輸出連接。
PMOS晶體管PT1具有連接至輸入節(jié)點(diǎn)ND1的漏極、連接至升壓節(jié) 點(diǎn)ND3的源極和與來自控制邏輯電路173的開關(guān)信號(hào)SW1的供應(yīng)線連接的柵極。
PMOS晶體管PT2具有連接至升壓節(jié)點(diǎn)ND3的漏極、連接至輸出節(jié) 點(diǎn)ND4的源極和與來自控制邏輯電路173的開關(guān)信號(hào)SW2的供應(yīng)線連接的柵極。
PMOS晶體管PT3具有連接至輸入節(jié)點(diǎn)ND1的漏極、連接至基準(zhǔn)節(jié) 點(diǎn)ND2的源極和與來自控制邏輯電路173的開關(guān)信號(hào)SW3的供應(yīng)線連接的柵極。
NMOS晶體管NT1具有連接至基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)ND2的漏極、連接至基準(zhǔn) 電位VSS例如接地電位GND的源極和與來自控制邏輯電路173的開關(guān) 信號(hào)SW4的供應(yīng)線連接的柵極。
電容器Cl具有連接至升壓節(jié)點(diǎn)ND3的第一電極(第一端子)和連接至基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)ND2的第二電極(第二端子)。
輸出節(jié)點(diǎn)ND4連接至升壓電壓VB的輸出端子Toutl和電阻器元件 R2的一端。
例如，在待機(jī)時(shí)，電荷泵部172的輸出端子Toutl上的電壓被保持為高電平電壓。稍后也會(huì)對(duì)這種情況下的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行說明。
控制邏輯電路173響應(yīng)于基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)RCK生成開關(guān)信號(hào) SW1 SW4，以用于開關(guān)作為電荷泵部172的開關(guān)晶體管的PMOS晶體管 PT1 PT3禾卩NMOS晶體管NT1 。
在待機(jī)模式下，控制邏輯電路173例如將開關(guān)信號(hào)SW1和SW2設(shè) 為低電平，將開關(guān)信號(hào)SW3設(shè)為高電平，并且將開關(guān)信號(hào)SW4設(shè)為低電平，來使布置在電荷泵部172的輸入節(jié)點(diǎn)與輸出端子之間的各開關(guān)晶體管導(dǎo)通。
可選地，在待機(jī)模式下，控制邏輯電路173例如將開關(guān)信號(hào)
SW1 SW3設(shè)為高電平，并將開關(guān)信號(hào)SW4設(shè)為低電平，來使電荷泵部 172中的開關(guān)晶體管截止。
在升壓模式下，首先，控制邏輯電路173將開關(guān)信號(hào)SW1設(shè)為低電平，將開關(guān)信號(hào)SW4設(shè)為高電平，并將開關(guān)信號(hào)SW2和SW3設(shè)為高電平。
結(jié)果，電荷泵部172的PMOS晶體管PT1和NMOS晶體管NT1導(dǎo) 通，并且PMOS晶體管PT2和PT3截止。
接著，控制邏輯電路173將開關(guān)信號(hào)SW1設(shè)為高電平，將開關(guān)信號(hào) SW4設(shè)為低電平，并且將開關(guān)信號(hào)SW2和SW3設(shè)為低電平。
結(jié)果，電荷泵部172的PMOS晶體管PT1和NMOS晶體管NT1變成截止，并且PMOS晶體管PT2和PT3變成導(dǎo)通。
通過使用由電荷泵部172供應(yīng)的升壓電壓VB作為高電壓源，電平轉(zhuǎn)換器174對(duì)具有低振幅的輸入控制信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，例如從1.8 V系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為3.6V系統(tǒng)。
電平轉(zhuǎn)換器174將電平轉(zhuǎn)換后的控制信號(hào)供應(yīng)到垂直掃描電路120。
圖5是示出了本實(shí)施例的電平轉(zhuǎn)換器174的結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
電平轉(zhuǎn)換器174具有PMOS晶體管PT11和PT12、 NMOS晶體管 NT11和NT12、反相器INVll、高電壓VH的供應(yīng)線LVH、輸入端子Tin11、輸出端子Toutll以及節(jié)點(diǎn)ND11和ND12。
來自電荷泵部172的升壓電壓VB被供應(yīng)到高電壓VH的供應(yīng)線 LVH。
PMOS晶體管PT11的源極和PMOS晶體管PT12的源極連接至高電壓VH的供應(yīng)線LVH。
PMOS晶體管PT11的漏極連接至NMOS晶體管NT11的漏極，并且它們之間的節(jié)點(diǎn)形成了節(jié)點(diǎn)NDll。PMOS晶體管PT12的漏極連接至NMOS晶體管NT12的漏極，并且它們之間的節(jié)點(diǎn)形成了節(jié)點(diǎn)ND12。NMOS晶體管NT11的源極和NMOS晶體管NT12的源極連接至作為恒定電壓VL (OV)的供應(yīng)線的接地電位GND。PMOS晶體管PT11的柵極連接至節(jié)點(diǎn)ND12，并且PMOS晶體管 PT12的柵極連接至節(jié)點(diǎn)NDll。NMOS晶體管NT11的柵極連接至輸入端子Tinll，并且NMOS晶體管NT12的柵極連接至反相器INV11的輸出。反相器INV11的輸入與輸入端子Tinll連接，并且節(jié)點(diǎn)ND12連接至輸出端子Toutll。當(dāng)將高電平信號(hào)(在圖示的示例中為1.8 V)從輸入端子Tinll輸入到電平轉(zhuǎn)換器174時(shí)，使NMOS晶體管NT12截止，而使NMOS晶體管 NT11導(dǎo)通。結(jié)果，節(jié)點(diǎn)ND11處的電荷被放電，從而使PMOS晶體管PT12的柵極電壓下降。于是，PMOS晶體管PT12導(dǎo)通，其漏極電壓升高，因而使PMOS晶體管PT11的柵極電壓升高，使PMOS晶體管PT11的漏極電壓下降。因此，從輸出端子Toutll輸出經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后的高電平信號(hào)(例如，在圖示的示例中為3.6 V)Vout。另一方面，當(dāng)將低電平信號(hào)(在圖示的示例中為0 V)從輸入端子 Tinll輸入到電平轉(zhuǎn)換器174時(shí)，使NMOS晶體管NTll截止，而使NMOS 晶體管NT12導(dǎo)通。結(jié)果，節(jié)點(diǎn)ND12處的電荷被放電，從而使PMOS晶體管PT12的漏極電壓下降并使PMOS晶體管PT11的柵極電壓下降。因此，NMOS晶體管NT11的漏極電壓升高或者說節(jié)點(diǎn)ND11處的電位升高，使得PMOS晶體管PT12的柵極電壓升高。結(jié)果，PMOS晶體管PT12的漏極電壓變低，并且從輸出端子Toutll輸出低電平信號(hào)(例如，在圖示的示例中為0V)。22作為升壓電路200的后級(jí)電路的電平轉(zhuǎn)換器174以能夠穩(wěn)定供應(yīng)高電平(-VH)電壓和低電平(=VL)電壓為前提。在從待機(jī)狀態(tài)到工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中，例如，當(dāng)電壓的高低關(guān)系反轉(zhuǎn) 時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間間隙，這可能導(dǎo)致電平轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障，并可能導(dǎo)致過大的貫通電流流進(jìn)電平轉(zhuǎn)換器。因此，本實(shí)施例采用稍后說明的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一種升壓電路，該升壓電路能夠在不使電路復(fù)雜化和電路擴(kuò)大化且不使電力消耗增加的情況下，在抑制后級(jí)電路的故障的同時(shí)生成升壓電壓。下面結(jié)合圖6~圖14具體說明本實(shí)施例的升壓電路200的特征結(jié)構(gòu) 示例。首先，說明電荷泵部172的工作原理。圖6是用于說明電荷泵部172的工作原理的圖。以運(yùn)算放大器171的輸出電壓為1.8 V作為示例進(jìn)行說明。在升壓模式下，控制邏輯電路173將開關(guān)信號(hào)SW1設(shè)為低電平，將開關(guān)信號(hào)SW4設(shè)為高電平，并且將開關(guān)信號(hào)SW2和SW3設(shè)為高電平。這使得電荷泵部172的PMOS晶體管PT1和NMOS晶體管NT1導(dǎo) 通，并使PMOS晶體管PT2和PT3截止。因此，電容器C1的兩個(gè)電極(端子)的電壓被分別充電至1.8 V和0 V。也就是說，節(jié)點(diǎn)ND3被充電為1.8V，并且節(jié)點(diǎn)ND2被充電為0V。接著，控制邏輯電路173將開關(guān)信號(hào)SW1設(shè)為高電平，將開關(guān)信號(hào) SW4設(shè)為低電平，并將開關(guān)信號(hào)SW2和SW3設(shè)為低電平。這使得電荷泵部172的PMOS晶體管PT1和NMOS晶體管NT1變成截止，并使PMOS晶體管PT2和PT3變成導(dǎo)通。因此，電容器C1的兩個(gè)端子的電位狀態(tài)被分別充電至3.6 V和1.8 V。也就是說，利用供應(yīng)到節(jié)點(diǎn)ND2的1.8V電壓，節(jié)點(diǎn)ND3的電位通過電容器C1的電容耦合被升壓(提升)至1.8V以上。最后，理想的是，向電容器C1充電的電位變?yōu)?.6 V，其正好是運(yùn)算放大器171的輸出電壓的兩倍。整個(gè)電荷泵部172能夠被配置為對(duì)從外部供應(yīng)的例如2.7 V的電源電壓VDD1進(jìn)行操作，并且所生成的3.6 V電壓能夠被供應(yīng)到例如電平轉(zhuǎn)換器174等其他電路組件，從而用作新的電源電壓。假設(shè)升壓電路200的輸出端子Toutl的電壓在待機(jī)時(shí)被保持為高電平，如果在啟動(dòng)電荷泵的操作之前的初始電壓被保持為較高，則在從待機(jī)時(shí)刻向工作時(shí)刻的轉(zhuǎn)換中能縮短到達(dá)所需電壓的時(shí)間。當(dāng)輸出端子Toutl的電壓在待機(jī)時(shí)被保持(懸)在高電平上時(shí)，在后級(jí) 處的作為要使用所生成的升壓電壓的電路的電平轉(zhuǎn)換器174中，電壓的高低關(guān)系不反轉(zhuǎn)，這使得能夠防止電平轉(zhuǎn)換器174的故障和貫通電流的流過。下面通過第一第五示例來說明防止上述故障和貫通電流的流過的對(duì)策。第一示例圖7是說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第一示例的圖。圖7所示的第一示例采用將在下面說明的結(jié)構(gòu)，并且在待機(jī)時(shí)將升壓電路200的輸出端子Toutl的電壓保持為高電平(Hi)側(cè)的電壓(例如2.7 V)。在待機(jī)時(shí)，將運(yùn)算放大器171的輸出保持為高電平。于是，為了使電荷泵部172的節(jié)點(diǎn)ND1和ND4電導(dǎo)通，使PMOS 晶體管PT1和PT2導(dǎo)通，并使PMOS晶體管PT3和NMOS晶體管NT1截止。在這種情況下，控制邏輯電路173將開關(guān)信號(hào)SW1和SW2設(shè)為低電平，將開關(guān)信號(hào)SW3設(shè)為高電平，并且將開關(guān)信號(hào)SW4設(shè)為低電平。通過使用例如MOS開關(guān)并響應(yīng)于待機(jī)信號(hào)STBY來使運(yùn)算放大器 171的輸出端子連接至電源側(cè)，就可以實(shí)現(xiàn)在待機(jī)時(shí)使運(yùn)算放大器171 的輸出保持在高電平。下面結(jié)合圖8和圖9說明各實(shí)施方式示例。圖8是用于說明與本實(shí)施例的第一示例對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器的第一實(shí) 施方式示例的圖。圖8中的運(yùn)算放大器171A被配置為具有兩級(jí)的差分放大器AMP1 和輸出放大器AMP2。運(yùn)算放大器171A具有PMOS晶體管PT21 PT24、 NMOS晶體管 NT21 NT24、電容器C21、節(jié)點(diǎn)ND21 ND23、輸入端子TP和TN、偏置端子TB以及輸出端子Tout21。PMOS晶體管PT24用作輸出端子電壓保持部中的MOS開關(guān)，其將運(yùn)算放大器171A的輸出保持為高電平。第一級(jí)的差分放大器AMP1由PMOS晶體管PT21和PT22、 NMOS 晶體管NT21 NT23以及節(jié)點(diǎn)ND21和ND22形成。PMOS晶體管PT21和PT22的源極連接至電源電壓VDD2的供應(yīng)線 LVDD2。PMOS晶體管PT21的漏極連接至NMOS晶體管NT21的漏極，并且它們之間的節(jié)點(diǎn)形成了節(jié)點(diǎn)ND21。節(jié)點(diǎn)ND21連接至PMOS晶體管 PT21禾口 PT22的柵極。PMOS晶體管PT22的漏極連接至NMOS晶體管NT22的漏極，并且它們之間的節(jié)點(diǎn)形成了節(jié)點(diǎn)ND22。NMOS晶體管NT21和NT22的源極連接在一起，它們之間的節(jié)點(diǎn) 連接至NMOS晶體管NT23的漏極，并且NMOS晶體管NT23的源極連接至基準(zhǔn)電位VSS (例如接地電位GND)。NMOS晶體管NT21的柵極連接至電壓VP的輸入端子TP，并且 NMOS晶體管NT22的柵極連接至電壓為VN的輸入端子TN。 NMOS晶體管NT23的柵極連接至被供應(yīng)有偏壓VB的偏置端子TB。例如，將圖3和圖4中的基準(zhǔn)電壓VR作為電壓VP供應(yīng)到輸入端子 TP。將圖3和圖4中的分壓電壓VD作為電壓VN供應(yīng)到輸入端子TN。NMOS晶體管NT23用作第一級(jí)的差分放大器AMP1的電流源。輸出放大器AMP2由PMOS晶體管PT23、 NMOS晶體管NT24、電容器C21和節(jié)點(diǎn)ND23形成。PMOS晶體管PT23的源極連接至電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2。PMOS晶體管PT23的漏極連接至NMOS晶體管NT24的漏極，并且它們之間的節(jié)點(diǎn)形成了節(jié)點(diǎn)ND23。NMOS晶體管NT24的源極連接至基準(zhǔn)電位VSS (例如接地電位GND)。電容器C21具有連接至節(jié)點(diǎn)ND22的第一電極和連接至節(jié)點(diǎn)ND23 的第二電極，該節(jié)點(diǎn)ND22作為差分放大器AMP1的輸出節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)ND23 連接至輸出端子Tout21。PMOS晶體管PT23的柵極連接至節(jié)點(diǎn)ND22或者說連接至差分放大器AMP1的輸出節(jié)點(diǎn)，并且PMOS晶體管PT23的漏極連接至節(jié)點(diǎn)ND23。NMOS晶體管NT24的柵極連接至被供應(yīng)有偏壓VB的偏置端子TB。NMOS晶體管NT24用作輸出放大器AMP2的電流源。PMOS晶體管PT24具有連接至電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2的源極、連接至輸出端子Tout21的漏極和連接至待機(jī)信號(hào)STBY的供應(yīng)線的柵極。在運(yùn)算放大器171A中，在待機(jī)模式下，按照有效低電平來供應(yīng)待機(jī)信號(hào)STBY。結(jié)果，使PMOS晶體管PT24導(dǎo)通，從而使運(yùn)算放大器 171A的輸出端子Tout21與電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2連接。因此，為了在待機(jī)時(shí)將運(yùn)算放大器171A的輸出保持為高電平，運(yùn) 算放大器171A的輸出端子Tout21響應(yīng)于該待機(jī)信號(hào)STBY通過作為 MOS開關(guān)的PMOS晶體管PT24被連接至電源側(cè)。這時(shí)，為了使電荷泵部172的節(jié)點(diǎn)ND1和ND4電導(dǎo)通，使PMOS 晶體管PT1禾B PT2導(dǎo)通，并使PMOS晶體管PT3禾B NMOS晶體管NT1截止。這使得升壓電路200的輸出端子Toutl處的電壓在待機(jī)時(shí)被保持為高電平(Hi)電壓。因此，能夠在不使電壓的高低關(guān)系反轉(zhuǎn)的情況下防止后級(jí)處的電平轉(zhuǎn)換器174的故障和貫通電流。
在待機(jī)模式下，停止偏壓VB的供應(yīng)能夠減小待機(jī)時(shí)的電力消耗。
在升壓模式下，按照無效高電平來供應(yīng)待機(jī)信號(hào)STBY。因而，PMOS 晶體管PT24變成截止。因此，運(yùn)算放大器171A的輸出端子Tout21從電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2斷開電連接。
在升壓模式下，開始偏壓VB的供應(yīng)。
因此，差分放大器AMP1放大對(duì)應(yīng)于輸入電壓VP與VN之間的差分的信號(hào)，從而生成放大信號(hào)SA，該放大信號(hào)SA從節(jié)點(diǎn)ND22被供應(yīng) 到輸出級(jí)的輸出放大器AMP2。
在輸出放大器AMP2中，根據(jù)放大信號(hào)SA的電平來控制PMOS晶體管PT23的導(dǎo)通狀態(tài)，從而將輸出端子Tout21處的電位保持為例如1.8 V。
下面接著說明與本實(shí)施例的第一示例對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器的第二實(shí)施方式示例。
圖9是用于說明與本實(shí)施例的第一示例對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器的第二實(shí) 施方式示例的圖。
不同于圖8中的第一實(shí)施方式示例的是，在第二實(shí)施方式示例的運(yùn) 算放大器171B中，MOS開關(guān)由連接在節(jié)點(diǎn)ND22與基準(zhǔn)電位VSS之間的NMOS晶體管NT25形成。
NMOS晶體管NT25的漏極連接至電容器C21的第一電極和輸出放大器AMP2的PMOS晶體管PT23的柵極。NMOS晶體管NT25具有連接至基準(zhǔn)電位VSS (例如接地電位GND)的源極和連接至高電平有效待機(jī) 信號(hào)STBY的供應(yīng)線的柵極。
當(dāng)在待機(jī)時(shí)使NMOS晶體管NT25導(dǎo)通時(shí)，輸出放大器AMP2中的 PMOS晶體管PT23的柵極電位被設(shè)為低電平。
結(jié)果，使PMOS晶體管PT23導(dǎo)通，從而使運(yùn)算放大器171B的輸出端子Tout21與電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2連接。
這時(shí)，為了使電荷泵部172的節(jié)點(diǎn)ND1和ND4電導(dǎo)通，使PMOS晶體管PT1和PT2導(dǎo)通，并使PMOS晶體管PT3和NMOS晶體管NT1截止。
這使得升壓電路200的輸出端子Toutl處的電壓在待機(jī)時(shí)被保持為高電平(Hi)電壓。
因此，能夠在不使電壓的高低關(guān)系反轉(zhuǎn)的情況下防止后級(jí)處的電平轉(zhuǎn)換器174的故障和貫通電流。
在升壓模式下，按照無效低電平來供應(yīng)待機(jī)信號(hào)STBY。結(jié)果，NMOS 晶體管NT25變?yōu)榻刂?。因此，運(yùn)算放大器171B的輸出端子Tout21從電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2斷開電連接。
由于放大過程以與上述相同的方式進(jìn)行，因此這里省略對(duì)其的說明。
下面接著說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第二示例。
第二示例
圖10是用于說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第二示例的圖。
在前述第一示例中，在待機(jī)時(shí)，運(yùn)算放大器171的輸出端子被保持為高電平，使電荷泵部172的PMOS晶體管PT1和PT2導(dǎo)通，從而將升壓電路200的輸出端子Toutl的電壓保持在高電平側(cè)。
與之相比，在圖10的第二示例中，升壓電路200被配置為使得電荷泵部172A中的PMOS晶體管PT1 PT3和NMOS晶體管NT1截止，并使得升壓電路200的輸出端子Toutl直接連接至電源側(cè)。
在圖10的示例中，形成輸出端子電壓保持部的MOS開關(guān)由PMOS 晶體管PT31形成。
于是，PMOS晶體管PT31具有連接至電源電壓VDD2的供應(yīng)線 LVDD2的源極和連接至電荷泵部172A的節(jié)點(diǎn)ND4的漏極。PMOS晶體管PT31的柵極連接至低電平有效待機(jī)信號(hào)STBY的供應(yīng)線。
在電荷泵部172A中，在待機(jī)模式下，按照有效低電平來供應(yīng)待機(jī) 信號(hào)STBY。結(jié)果，使PMOS晶體管PT31導(dǎo)通，從而使升壓電路200的輸出端子Toutl與電源電壓VDD2的供應(yīng)線LVDD2連接。
因此，為了在待機(jī)時(shí)將升壓電路200的輸出保持為高電平，輸出端子Toutl響應(yīng)于待機(jī)信號(hào)STBY通過作為MOS開關(guān)的PMOS晶體管PT31
連接至電源側(cè)。
這時(shí)，電荷泵部172A中的PMOS晶體管PT1、 PT2、 PT3和NMOS 晶體管NT1截止。
這使得升壓電路200的輸出端子Toutl處的電壓在待機(jī)時(shí)被保持為高電平(Hi)電壓。
結(jié)果，能夠在不使電壓的高低關(guān)系反轉(zhuǎn)的情況下防止后級(jí)處的電平轉(zhuǎn)換器174的故障和貫通電流。
下面接著說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第三示例。
第三示例
圖11是用于說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第三示例的圖。
第三示例與第一示例的不同之處在于，在待機(jī)時(shí)，作為電荷泵部 172B中的全部開關(guān)的PMOS晶體管PT1、 PT2、 PT3和NMOS晶體管 NT1是截止的。
第三示例還在PMOS晶體管PT1、 PT2、 PT3和NMOS晶體管NT1 的寄生二極管D1 D4的使用方面不同于第一示例。
在第一示例中，使作為電荷泵部172中的開關(guān)的PMOS晶體管PT1 和PT2導(dǎo)通，從而使節(jié)點(diǎn)ND1和ND4電連接在一起。
因此，當(dāng)升壓電路200的輸出端子Toutl的電位狀態(tài)改變時(shí)，仍然存在著電流從升壓電路200外部向內(nèi)部逆流的可能性。
在第二示例中，取決于輸出端子的電位狀態(tài)，電流的逆流可能會(huì)出現(xiàn)。
因此，在第三示例中，電荷泵部172B的電路結(jié)構(gòu)使用了圖11所示PMOS晶體管PT1被連接成使得寄生二極管Dl的正向?yàn)閺妮斎牍?jié) 點(diǎn)ND1朝向升壓節(jié)點(diǎn)ND3。
PMOS晶體管PT2被連接成使得寄生二極管D2的正向?yàn)閺纳龎汗?jié) 點(diǎn)ND3朝向輸出節(jié)點(diǎn)ND4 。
PMOS晶體管PT3被連接成使得寄生二極管D3的正向?yàn)閺幕鶞?zhǔn)節(jié) 點(diǎn)ND2朝向輸入節(jié)點(diǎn)ND1 。
NMOS晶體管NT1被連接成使寄生二極管D4的正向?yàn)閺慕拥仉娢?GND側(cè)朝向基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)ND2 。
在上述結(jié)構(gòu)中，在待機(jī)時(shí)，運(yùn)算放大器171的輸出通過在第一示例中使用的手段連接至(懸于)電源側(cè)(例如2.7 V)。
另外，使作為電荷泵部172B中的開關(guān)的PMOS晶體管PT1、 PT2、 PT3禾B NMOS晶體管NT1截止。
因此，如圖11所示，作為開關(guān)的PM0S晶體管PT1、 PT2、 PT3和 NMOS晶體管NT1的寄生二極管D1 D4的方向能夠使升壓電壓的輸出端子電壓即使在待機(jī)時(shí)也能保持為高電平。
此外，由于作為電荷泵部172B中的開關(guān)的全部PMOS晶體管PT1、 PT2、 PT3和NMOS晶體管NT1是截止的，因此電流不從輸出端子Toutl 流出。
下面接著說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第四示例。
第四示例
圖12是用于說明本實(shí)施例的用于防止升壓電路200的故障和貫通電流的第四示例的圖。
第四示例與第二及第三示例的不同之處在于，升壓電壓Vout (在本實(shí)施例中為3.6V)用作電荷泵部172的各開關(guān)中的至少PMOS晶體管PTl 和PT2的截止電壓。例如，針對(duì)連接在升壓節(jié)點(diǎn)ND3與輸出節(jié)點(diǎn)ND4之間的PMOS晶體管PT2進(jìn)行說明。
如果直接使用作為PMOS晶體管PT2的截止電壓從外部供應(yīng)的例如 2.7 V電源電壓，則當(dāng)對(duì)安裝在外部的電容器Cout進(jìn)行充電且使升壓電壓Vout升高時(shí)，如圖11所示，可能存在著PMOS晶體管PT2不能完全截止的情況。
這會(huì)導(dǎo)致電荷泵效率的降低和待機(jī)電流的增加。
在這方面，利用升壓電壓^Vout)使PMOS晶體管PT2截止的操作能夠確保PMOS晶體管PT2被截止，這使得能夠減少漏電流。
針對(duì)連接在輸入節(jié)點(diǎn)ND1與升壓節(jié)點(diǎn)ND3之間的PMOS晶體管PT1 的情況時(shí)，也同樣如此。
下面結(jié)合圖13和圖14來說明實(shí)施方式示例。
圖13是用于說明與本實(shí)施例的第四示例對(duì)應(yīng)的升壓電路的第一實(shí) 施方式示例的圖。
在圖13的升壓電路200A中，電平轉(zhuǎn)換器175被設(shè)置在控制邏輯電路173的開關(guān)信號(hào)SW1 SW4的輸出級(jí)處。
與電平轉(zhuǎn)換器174 —樣，電平轉(zhuǎn)換器175被供應(yīng)有作為高電平電壓的升壓電壓，該升壓電壓來自能使輸出端子Toutl保持為高電平的升壓電路。因此，如上所述，防止了電平轉(zhuǎn)換器175的故障和貫通電流的出現(xiàn)。
圖14是用于說明與本實(shí)施例的第四示例對(duì)應(yīng)的升壓電路的第二實(shí) 施方式示例的圖。
升壓電路的第二實(shí)施方式示例被配置為根據(jù)輸出端子Toutl的電位狀態(tài)來改變PMOS晶體管PT1和PT2的導(dǎo)通電壓，從而保護(hù)PMOS 晶體管PT1和PT2的柵極氧化物膜。
假設(shè)將通過串聯(lián)連接在升壓電壓Vout的供應(yīng)線LVout與接地電位 GND之間的電阻器元件R3和R4進(jìn)行分壓的電壓作為基準(zhǔn)，將電平轉(zhuǎn)換器175控制為使得導(dǎo)通電壓變成運(yùn)算放大器176的輸出電壓Vout的10%(即乘以O(shè).l)的電位。
在該示例中，截止電壓被控制為3.6 V，并且導(dǎo)通電壓被控制為3.6 V 的10%即0.36 V。
當(dāng)將PMOS晶體管PT1和PT2的導(dǎo)通電壓控制為一直是輸出端子 Toutl處的電壓的10%時(shí)，能夠防止各個(gè)端子電壓變得過大，從而提高可靠性。
如上所述，本實(shí)施例能夠獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
在LSI內(nèi)部設(shè)置升壓電路是有用的，即除了使用從外部供應(yīng)的電壓之外，還能夠在內(nèi)部電路中使用多種類型的電源電壓。
特別地，在圖像傳感器的情況下，如果能夠用多種類型的電源電壓驅(qū)動(dòng)像素，則能夠增大在提高圖像質(zhì)量方面的適用性。
另外，能夠在不引起后級(jí)電路的故障的情況下生成升壓電壓，這對(duì) 于在可靠性方面通過減少的漏電流來提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低電力消耗是有用的。
此外，使用了寄生二極管的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)不需要特別的電路結(jié)構(gòu)，并且減小了芯片面積。
并沒有被具體限定的各個(gè)實(shí)施例的CMOS圖像傳感器能夠被配置為具有安裝在其內(nèi)的例如列并行ADC。
第二實(shí)施例
圖15是示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的安裝有列并行ADC的固體攝像器件(CMOS圖像傳感器)的結(jié)構(gòu)示例的框圖。
如圖15所示，該固體攝像器件300具有作為攝像部的像素陣列部 310、作為像素驅(qū)動(dòng)部的垂直掃描電路320和水平傳輸掃描電路330以及時(shí)序控制電路340。
固體攝像器件300還包括ADC組350、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(以下稱作 DAC) 360、放大器電路(S/A) 370、信號(hào)處理電路380和升壓電源部390。
像素陣列部310被配置為包括光電二極管和內(nèi)置放大器，并且具有如圖2所示以矩陣形式(按行和列)布置的像素。
固體攝像器件300具有以下電路作為用于從像素陣列部310依次讀取信號(hào)的控制電路。
也就是說，在固體攝像器件300中，作為控制電路，布置有生成內(nèi) 部時(shí)鐘的時(shí)序控制電路340、控制行地址和行掃描的垂直掃描電路320 以及控制列地址和列掃描的水平傳輸掃描電路330。
然后，前面結(jié)合圖3~圖14說明的升壓電源部170被用作升壓電源部3卯。
ADC組350具有多個(gè)ADC，各個(gè)ADC包括比較器351、計(jì)數(shù)器352 和鎖存器353。
比較器351使具有斜波波形的基準(zhǔn)電壓Vsl叩與通過垂直信號(hào)線從像素逐行獲得的模擬信號(hào)相對(duì)比，所述斜波波形是通過讓由DAC 360生成的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行臺(tái)階式變化而獲得的。
計(jì)數(shù)器352對(duì)比較器351的比較時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。
ADC組350具有n位數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換能力，并且被布置為用于各條垂直信號(hào)線(列線)，從而形成列并行ADC組件。
各個(gè)鎖存器353的輸出連接至具有例如2n位寬度的水平傳輸線 LHTX。
于是，還布置有與水平傳輸線LHTX對(duì)應(yīng)的2n個(gè)放大器電路370 和信號(hào)處理電路380。
在ADC組350中，通過為各列布置的比較器351，將所提供的被讀出到垂直信號(hào)線的模擬信號(hào)(電位Vsl)與基準(zhǔn)電壓Vsl叩(按一定斜度進(jìn) 行線性變化的斜坡波形)相對(duì)比。
這時(shí)，與比較器351 —樣逐列布置著的計(jì)數(shù)器352進(jìn)行工作，并且隨著具有斜波波形的電位Vslop與計(jì)數(shù)值一一對(duì)應(yīng)地變化，將垂直信號(hào) 線上的電位(模擬信號(hào))Vsl轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
基準(zhǔn)電壓Vslop的變化將隨電壓的變化轉(zhuǎn)換為隨時(shí)間的變化，并且隨著在每個(gè)一定期間(時(shí)鐘)對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，將基準(zhǔn)電壓Vslop的變化轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。
當(dāng)模擬電信號(hào)Vsl與基準(zhǔn)電壓Vsl叩相交時(shí)，比較器351的輸出被反轉(zhuǎn)，從而使計(jì)數(shù)器352的輸入時(shí)鐘停止，這就完成了AD轉(zhuǎn)換。
在AD轉(zhuǎn)換期間結(jié)束之后，通過水平傳輸掃描電路330，將保持在鎖存器353中的數(shù)據(jù)經(jīng)由放大器電路370輸入到信號(hào)處理電路380，從而產(chǎn) 生二維圖像。
這樣就進(jìn)行了列并行輸出過程。
在具有升壓電源部3卯的CMOS圖像傳感器300中，進(jìn)行下面的驅(qū)動(dòng)。
垂直掃描電路120將復(fù)位信號(hào)RST至少施加到復(fù)位控制線LRST、傳輸控制線LTx和選擇控制線LSEL中的復(fù)位控制線LRST從而驅(qū)動(dòng)復(fù) 位控制線LRST，該復(fù)位信號(hào)RST具有通過升壓電源部170升壓的振幅例如為3.6V的升壓電壓。
具有上述優(yōu)點(diǎn)的固體攝像器件能夠用作用于數(shù)碼相機(jī)或者攝像機(jī)的攝像器件。
第三實(shí)施例
圖16是示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的使用了固體攝像器件的照相機(jī) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的圖。
如圖16所示，該照相機(jī)系統(tǒng)400具有可采用前述實(shí)施例CMOS圖像傳感器(固體攝像器件)100和300的攝像器件410以及將入射光(用于形成對(duì)象圖像)引導(dǎo)至攝像器件410的像素區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)，例如將入射光(圖像光)的圖像形成在攝像面上的鏡頭420。照相機(jī)系統(tǒng)400還包括驅(qū) 動(dòng)攝像器件410的驅(qū)動(dòng)電路(DRV) 430和對(duì)攝像器件410的輸出信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理電路(PRC) 440。
驅(qū)動(dòng)電路430具有時(shí)序發(fā)生器(未圖示)并且響應(yīng)于預(yù)定的時(shí)序信號(hào) 來驅(qū)動(dòng)攝像器件410，所述時(shí)序發(fā)生器生成包括起始脈沖和時(shí)鐘脈沖的各種時(shí)序信號(hào)以驅(qū)動(dòng)攝像器件410的內(nèi)部電路。
信號(hào)處理電路440對(duì)攝像器件410的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的信號(hào)處理。
34通過信號(hào)處理電路440處理的圖像信號(hào)被記錄在諸如存儲(chǔ)器等記錄介質(zhì)中。記錄在記錄介質(zhì)中的圖像信息的硬拷貝通過打印機(jī)等來獲得。通過信號(hào)處理電路440處理的圖像信號(hào)作為動(dòng)態(tài)圖像被顯示在具有液晶顯示器等裝置的監(jiān)視器上。
如上所述，當(dāng)前述固體攝像器件100和300作為攝像器件410被安裝在諸如數(shù)碼相機(jī)等攝像裝置中時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力消耗低的高精度照相機(jī)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā) 明所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
權(quán)利要求
1.一種升壓電路，其包括輸出端子；生成升壓用的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓生成部；使所述基準(zhǔn)電壓升壓并使升壓后的基準(zhǔn)電壓從所述輸出端子輸出的電荷泵部；和在待機(jī)時(shí)使所述輸出端子保持為高電平電壓的輸出端子電壓保持部，所述電荷泵部包括接受所述基準(zhǔn)電壓的輸入的輸入節(jié)點(diǎn)，被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與所述升壓節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)并被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)電位之間，至少一個(gè)升壓電容器，所述升壓電容器具有連接至對(duì)應(yīng)的所述升壓節(jié)點(diǎn)的第一端子和連接至對(duì)應(yīng)的所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的第二端子，以及被設(shè)置在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的所述升壓節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間、在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間和在所述基準(zhǔn)電位與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)開關(guān)晶體管，所述多個(gè)開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或者截止，其中，在待機(jī)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部使所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)或者所述輸出端子連接至相當(dāng)于高電平的電位，并且取決于所述電位是連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)還是連接至所述輸出端子，所述輸出端子電壓保持部控制至少連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的那些開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止操作。
2. 如權(quán)利要求l所述的升壓電路，其中，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的全部開關(guān)晶體管導(dǎo)通。
3. 如權(quán)利要求l所述的升壓電路，其中，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管之中的至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的那些開關(guān)晶體管包括寄生二極管，并且那些開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃鲚斎牍?jié)點(diǎn)到所述輸出端子，并且在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的開關(guān)晶體管以及連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管之中的至少連接至所述輸入節(jié)點(diǎn)的開關(guān)晶體管截止。
4. 如權(quán)利要求l所述的升壓電路，其中，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管包括寄生二極管，連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃鲚斎牍?jié)點(diǎn)到所述輸出端子，連接在所述輸入節(jié) 點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃龌鶞?zhǔn)電位到所述輸入節(jié)點(diǎn)，并且在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得所述多個(gè)開關(guān)晶體管截止。
5. 如權(quán)利要求l所述的升壓電路，其中，在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述輸出端子時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管之中的至少連接在所述輸出端子與所述升壓節(jié)點(diǎn) 之間的那些開關(guān)晶體管截止。
6. 如權(quán)利要求1所述的升壓電路，其中，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管之中的至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的那些開關(guān)晶體管包括寄生二極管，并且那些開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃鲚斎牍?jié)點(diǎn)到所述輸出端子，并且在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述輸出端子時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得至少連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的那些開關(guān)晶體管截止。
7. 如權(quán)利要求l所述的升壓電路，其中，在所述電荷泵部中，所述多個(gè)開關(guān)晶體管包括寄生二極管，連接在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃鲚斎牍?jié)點(diǎn)到所述輸出端子，連接在所述輸入節(jié) 點(diǎn)與所述基準(zhǔn)電位之間的各開關(guān)晶體管被連接成使得相應(yīng)寄生二極管的正向?yàn)閺乃龌鶞?zhǔn)電位到所述輸入節(jié)點(diǎn)，并且在待機(jī)時(shí)，當(dāng)所述電位連接至所述輸出端子時(shí)，所述輸出端子電壓保持部進(jìn)行控制，使得所述多個(gè)開關(guān)晶體管截止。
8. 如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的升壓電路，其中，所述電荷泵部中的各開關(guān)晶體管是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且所述輸出端子電壓保持部把來自所述輸出端子的升壓電壓用于各個(gè) 所述開關(guān)晶體管的開關(guān)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電壓。
9. 如權(quán)利要求8所述的升壓電路，其中，所述輸出端子電壓保持部使所述驅(qū)動(dòng)電壓中包含由來自所述輸出端子的所述升壓電壓的分壓電壓決定的電壓。
10. —種固體攝像器件，所述固體攝像器件包括像素部，其具有矩陣狀的多個(gè)像素電路，所述像素電路具有將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并對(duì)應(yīng)于曝光時(shí)間存儲(chǔ)所述電信號(hào)的元件；像素驅(qū)動(dòng)部，其能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)從而響應(yīng)于控制信號(hào)從所述像素部讀取圖像數(shù)據(jù)；和升壓電源部，其包括升壓電路，并且將所述控制信號(hào)設(shè)定為通過所述升壓電路升壓的電壓電平，所述升壓電路包括輸出端子，生成升壓用的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓生成部，使所述基準(zhǔn)電壓升壓并使升壓后的基準(zhǔn)電壓從所述輸出端子輸出的電荷泵部，和在待機(jī)時(shí)使所述輸出端子保持為高電平電壓的輸出端子電壓保持部，所述電荷泵部包括接受所述基準(zhǔn)電壓的輸入的輸入節(jié)點(diǎn)，被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與所述升壓節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)并被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)電位之間，至少一個(gè)升壓電容器，所述升壓電容器具有連接至對(duì)應(yīng)的所述升壓節(jié)點(diǎn)的第一端子和連接至對(duì)應(yīng)的所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的第二端子，以及被設(shè)置在所述輸入節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)所述升壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的所述升壓節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間、在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間和在所述基準(zhǔn)電位與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)開關(guān)晶體管，所述多個(gè) 開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或者截止，其中，在待機(jī)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部使所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)或者所述輸出端子與相當(dāng)于高電平的電位連接，并且取決于所述電位是連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)還是連接至所述輸出端子，所述輸出端子電壓保持部控制至少連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié) 點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止操作。
11.如權(quán)利要求IO所述的固體攝像器件，其中，各個(gè)所述像素電路包括輸出節(jié)點(diǎn)；將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并存儲(chǔ)信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換元件；傳輸元件，其利用作為所述控制信號(hào)的傳輸信號(hào)而被設(shè)定為導(dǎo)通或者截止，并且當(dāng)被設(shè)定為導(dǎo)通時(shí)將所述光電轉(zhuǎn)換元件中的電荷傳輸?shù)剿?述輸出節(jié)點(diǎn)；以及復(fù)位元件，其利用作為所述控制信號(hào)的復(fù)位信號(hào)而被設(shè)定為導(dǎo)通或者截止，并且當(dāng)被設(shè)定為導(dǎo)通時(shí)使所述輸出節(jié)點(diǎn)復(fù)位，并且所述升壓電源部將所述傳輸信號(hào)和所述復(fù)位信號(hào)中的至少所述復(fù)位信號(hào)設(shè)定為通過所述升壓電路升壓的電壓電平。
12. —種照相機(jī)系統(tǒng)，所述照相機(jī)系統(tǒng)包括固體攝像器件；在所述固體攝像器件中形成對(duì)象圖像的光學(xué)系統(tǒng)；和對(duì)來自所述固體攝像器件的輸出圖像信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理電路，所述固體攝像器件包括像素部，其具有矩陣狀的多個(gè)像素電路，所述像素電路具有將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并對(duì)應(yīng)于曝光時(shí)間存儲(chǔ)所述電信號(hào)的元件；像素驅(qū)動(dòng)部，其能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)從而響應(yīng)于控制信號(hào)從所述像素部讀取圖像數(shù)據(jù)；和升壓電源部，其包括升壓電路，并且將所述控制信號(hào)設(shè)定為通過所述升壓電路升壓的電壓電平，所述升壓電路包括輸出端子，生成升壓用的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓生成部，使所述基準(zhǔn)電壓升壓并使升壓后的基準(zhǔn)電壓從所述輸出端子輸出的電荷泵部，和在待機(jī)時(shí)使所述輸出端子保持為高電平電壓的輸出端子電壓保持部，所述電荷泵部包括接受所述基準(zhǔn)電壓的輸入的輸入節(jié)點(diǎn)，被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間的至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與所述升壓節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)并被形成在所述輸入節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)電位之間，至少一個(gè)升壓電容器，所述升壓電容器具有連接至對(duì)應(yīng)的所述升壓節(jié)點(diǎn)的第一端子和連接至對(duì)應(yīng)的所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的第二端子，以及被設(shè)置在所述輸入節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)所述升壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的所述升壓節(jié)點(diǎn)與所述輸出端子之間、在所述輸入節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間和在所述基準(zhǔn)電位與所述基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)開關(guān)晶體管，所述多個(gè)開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或者截止，其中，在待機(jī)時(shí)，所述輸出端子電壓保持部使所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)或者所述輸出端子與相當(dāng)于高電平的電位連接，并且取決于所述電位是連接至所述基準(zhǔn)電壓生成部的輸出側(cè)還是連接至所述輸出端子，所述輸出端子電壓保持部控制至少連接在所述電荷泵部中的輸入節(jié) 點(diǎn)與所述輸出端子之間的各開關(guān)晶體管的導(dǎo)通、截止操作。
全文摘要
本發(fā)明提供升壓電路、固體攝像器件和照相機(jī)系統(tǒng)，該升壓電路包括輸出端子；生成升壓用的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓生成部；使基準(zhǔn)電壓升壓并使升壓后的基準(zhǔn)電壓從輸出端子輸出的電荷泵部；和在待機(jī)時(shí)使輸出端子保持為高電平電壓的輸出端子電壓保持部。電荷泵部包括輸入節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)、至少一個(gè)升壓電容器以及設(shè)置在輸入節(jié)點(diǎn)與至少一個(gè)升壓節(jié)點(diǎn)之間、在最后級(jí)的升壓節(jié)點(diǎn)與輸出端子之間、在輸入節(jié)點(diǎn)與基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間和在基準(zhǔn)電位與基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)開關(guān)晶體管，這些開關(guān)晶體管響應(yīng)于開關(guān)信號(hào)被切換為導(dǎo)通或截止。因此，能在不使電路復(fù)雜化和電路擴(kuò)大化且不使電力消耗增加的情況下，在抑制后級(jí)電路的故障的同時(shí)生成升壓電壓。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101656472SQ20091016299
公開日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年8月21日優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者岡野正史申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社

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