提出了一种应用于CMOS图像传感器数字双采样模数转换器(ADC)的可编程增益放大器(PGA)电路。通过增加失调采样电容, 采集PGA运放和电容失配引入的失调电压, 在PGA复位阶段和放大阶段进行相关双采样和放大处理, 通过数字双采样ADC将两个阶段存储电压量化, 并在数字域做差, 降低了PGA电路引入的固定模式噪声。采用0.18μm CMOS图像传感器专用工艺进行仿真, 结果表明:在输入失调电压-30~30mV变化区间, 提出的PGA的输出失调电压可以降低到1mV以下, 相比传统PGA输出失调电压随输入失调电压单倍线性关系而言大大降低了列固定模式噪声。
CMOS图像传感器 数字双采样ADC PGA电路 CMOS image sensor digital double sampling ADC PGA circuit
介绍了一种单片集成式光-频率转换芯片，给出了流片芯片的测试结果。芯片内部光电二极管产生随光强变化的光生电流，积分电容将其转换为电压信号，当电压达到比较器阈值时，比较器翻转，振荡电路振荡，光强被转变为频率信号。采用0.6μm 2P3M工艺进行了流片，实现了芯片在三端封装条件下的正常工作，芯片尺寸为1.8mm×1.7mm，光敏区面积为850μm×850μm，非线性小于1%，暗电流小于1Hz，输出信号占空比为50%，芯片最高输出频率为1MHz。
光频转换 光电二极管 比较器 振荡器 light-to-frequency photodiode CTIA CTIA comparator oscillator
随着CMOS图像传感器(CIS)的广泛应用, 低功耗、高集成化、高稳定性成为其发展趋势, 低压差线性稳压器(LDO)因体积小、功耗低、噪声低及电源抑制比高等优点而满足芯片供电需求。为了避免传统电源在芯片异常时仍持续工作致使功耗增加或芯片烧毁, 设计了一种可应用于CMOS图像传感器的LDO电路, 并加入了LDO的保护电路结构。该保护电路具有欠压保护与过流保护的功能, 并能够通过数字电路对LDO进行使能控制。基于0.11μm CMOS工艺平台对LDO及其保护电路进行仿真与分析, 完成了该工艺下电路版图的绘制和验证。
保护电路 欠压保护 过流保护 CIS CIS LDO LDO protection circuit undervoltage protection over current protection
全局快门CMOS图像传感器广泛应用于高速运动物体的成像, 包括机器视觉、工业测量、航空航天, 以及**应用等领域。介绍了全局快门CMOS图像传感器的主要类型, 具体分析了灵敏度、寄生光灵敏度、读出噪声、动态范围和帧频等性能参数的研究进展。最后对国内外有代表性的全局快门CMOS图像传感器产品进行了介绍。
CMOS图像传感器 全局快门 寄生光灵敏度 动态范围 CMOS image sensor global shutter parasitic light sensitivity dynamic range
介绍了640×512电容反馈跨阻放大器(CTIA)型焦平面读出电路的设计, 包含模拟电路与数字模块设计。分析了CTIA采样单元的设计, 折中优化了采样单元的面积、噪声、增益等因素, 同时优化了采样单元控制电路, 最大限度地提高了对采样单元阵列的驱动能力; 数字控制部分着重分析了对行选、列选、翻转读出、随机开窗、隔行扫描、多路选择输出等功能的实现方式。设计基于0.5μm DPTM工艺进行仿真验证, 采样单元面积为25μm×25μm, 工作频率为5MHz, 芯片面积为18.1mm×17.4mm, 输出摆幅大于2.5V, 动态范围大于70dB。
焦平面 读出电路 电容反馈跨阻放大器 隔行扫描 随机开窗 focal plane readout circuit CTIA interlaced scanning random window
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
提出了一种基于6T像素结构的全局曝光CMOS图像传感器。通过采用PPD结构的6T像素、高复位电平和低阈值器件, 提高了动态范围, 并优化设计了像素单元的版图, 使之获得较高的填充系数; 模拟读出电路部分, 通过采用双采样、增益放大和减小列级固定模式噪声(FPN)处理, 以及对列选控制电路进行优化, 减小了对全局PGA的运放设计要求。芯片的工作频率为20MHz, 动态范围为66dB, 实现了全局曝光方式CMOS图像传感器的设计。
6T像素 CMOS图像传感器 6T pixel CMOS image sensor FPN FPN PGA PGA
