用于图像传感器中的滚动箝位的HV驱动器的制作方法

allin2026-01-27  26


本公开大体上涉及图像传感器,且特定来说但非排他地涉及高动态范围(hdr)互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器。


背景技术:

1、图像传感器已经变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝电话、监控摄像头以及医学、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更广泛的电子装置中,期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如分辨率、功耗、动态范围)增强其功能性、性能指标及类似者。用以制造图像传感器的技术已经持续快速地发展。举例来说,对更高分辨率及更低功耗的需求已经促进这些装置的进一步微型化及集成。

2、典型的图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射到图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如,光电二极管)的像素阵列,所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并在吸收图像光时产生图像电荷。由像素光生的图像电荷可被测量为列位线上的模拟输出图像信号,其依据入射图像光的变化而变化。换句话来说,所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例,其被读出为来自列位线的模拟图像信号且被转换成数字值以产生表示外部场景的数字图像(例如图像数据)。位线上的模拟图像信号耦合到读出电路,所述读出电路包含具有模/数转换(adc)电路的输入级,以将来自像素阵列的那些模拟图像信号转换成数字图像信号。


技术实现思路

1、在一个方面中,本公开提供一种成像系统,其包括:像素阵列,其包含多个像素电路,其中每一像素电路包含:光电二极管,其经配置以响应于入射光而光生图像电荷;浮动扩散部,其经耦合以接收来自所述光电二极管的所述图像电荷;源极跟随器晶体管,其具有耦合到所述浮动扩散部的栅极端子;及行选择晶体管,其耦合到所述源极跟随器晶体管的源极端子;及多个滚动箝位(rc)驱动器,其中每一rc驱动器耦合到所述像素电路中的一者的行选择晶体管的栅极端子,其中每一rc驱动器具有导通状态及关断状态,且其中每一rc驱动器包括:第一pmos晶体管,其耦合在箝位电压与所述像素电路中的一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子之间;第二pmos晶体管,其耦合在所述第一pmos晶体管与所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子之间;第一nmos晶体管,其耦合在所述箝位电压与所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子之间;第二nmos晶体管,其耦合在所述第一nmos晶体管与所述箝位电压之间;及第三nmos晶体管,其耦合在所述第二nmos晶体管与所述箝位电压之间,其中所述第一及第二pmos晶体管以及所述第一、第二及第三nmos晶体管并联耦合在所述箝位电压与所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子之间,其中每一rc驱动器的所述第一及第二pmos晶体管经配置以提供上箝位电压范围到所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子,及其中每一rc驱动器的所述第一、第二及第三nmos晶体管经配置以提供下箝位电压范围到所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子。



技术特征:

1.一种成像系统,其包括:

2.根据权利要求1所述的成像系统,其中每一rc驱动器的所述第二pmos晶体管经配置以用静态共源共栅偏压来偏压。

3.根据权利要求2所述的成像系统,其中对于每一rc驱动器,当所述rc驱动器处于所述导通状态时:

4.根据权利要求2所述的成像系统,其中对于每一rc驱动器,当所述rc驱动器处于所述关断状态时:

5.根据权利要求1所述的成像系统,其中所述第一、第二及第三nmos晶体管经配置以用动态三共源共栅偏压来偏压。

6.根据权利要求5所述的成像系统,其中对于每一rc驱动器,当所述rc驱动器处于所述导通状态时:

7.根据权利要求5所述的成像系统,其中对于每一rc驱动器,当所述rc驱动器处于所述关断状态时:

8.根据权利要求4所述的成像系统,其中所述动态三共源共栅偏压由多个片上电平移位器提供。

9.根据权利要求1所述的成像系统,其中所述第一及第二pmos晶体管以及所述第一、第二及第三nmos晶体管中的每一者是非高电压专用晶体管。

10.根据权利要求1所述的成像系统,其进一步包括多个行选择rs驱动器,其中每一rs驱动器耦合到所述像素电路中的另一者的行选择晶体管的栅极端子,其中每一rs驱动器具有导通状态及关断状态,其中当对应的rc驱动器处于所述导通状态时,所述rs驱动器中的一者经配置以处于所述关断状态,且其中当所述对应的rc驱动器处于所述关断状态时,所述rs驱动器中的所述一者经配置以处于所述导通状态。

11.根据权利要求1所述的成像系统,其中对于所述第一及第二pmos晶体管以及所述第一、第二及第三nmos晶体管中的每一者,栅极-体电压差、栅极-漏极电压差、栅极-源极电压差及漏极-源极电压差经配置以小于击穿电压值。

12.根据权利要求1所述的成像系统,其进一步包括:

13.根据权利要求1所述的成像系统,其中所述上箝位电压范围包含3v,且其中所述下箝位电压范围包含0.6v。

14.根据权利要求6所述的成像系统,其中参考电压经配置以将所述第一及第二nmos晶体管中的至少一者的栅极到源极电压、栅极到漏极电压及栅极到体电压中的每一者维持在击穿电压内,且其中所述击穿电压由用于制造所述第一及第二nmos晶体管中的所述至少一者的工艺技术确定。


技术总结
本公开涉及用于图像传感器中的滚动箝位的HV驱动器。成像系统包含具有像素电路的像素阵列,每一像素电路包含光电二极管、浮动扩散部、源极跟随器晶体管及行选择晶体管。所述成像系统进一步包含滚动箝位RC驱动器,每一驱动器耦合到所述像素电路中的一者的行选择晶体管的栅极端子,且每一驱动器包含耦合在箝位电压与所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子之间的第一及第二PMOS晶体管,以及耦合在所述箝位电压与所述像素电路中的所述一者的所述行选择晶体管的所述栅极端子之间的第一、第二及第三NMOS晶体管。所述PMOS晶体管及所述NMOS晶体管经并联耦合。所述PMOS晶体管经配置以提供上箝位电压范围,且所述NMOS晶体管经配置以提供下箝位电压范围。

技术研发人员:邹磊,辛勒·米克尔森
受保护的技术使用者:豪威科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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