[发明专利]箝位电路以及具有箝位电路的固体摄像装置

说明书

本申请以2009年3月18日提交的在先日本专利申请No.2009-67005为基础并要求其优先权，其全部内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及箝位电路以及具有箝位电路的固体摄像装置，例如涉及用于限制固体摄像装置的像素放大器等所使用的源极跟随器电路的输出振幅的箝位电路。

背景技术

以前，一般采用源极跟随器(source follower)电路来检测作为固体摄像装置的CMOS图像传感器中的像素信号(电荷)。通常，采用源极跟随器电路的像素信号的检测动作中，当太阳光等极强的光入射时，光电二极管(PD)的输出会达到饱和，所以进行复位信号的读取动作时，存在电荷泄露到检测部(N1节点/FD)，从而使源极跟随器电路的输出(复位信号)被固定为地电位的情况。进行像素信号的检测动作时也一样，由于源极跟随器电路的输出(像素信号)被固定为地电位，所以复位信号与像素信号之间的差为零。在后级的A/D转换部中，会把这种状态误识别为没有光的状态(黑电平(black level))。

为避免这种情况，有附加读取复位信号时、用于限制源极跟随器电路的输出振幅的箝位电路的方法。尽管用于限制源极跟随器电路的输出振幅的箝位电路有各种结构，但作为其代表性的例子，使用运算放大器的箝位电路是公知的。用运算放大器对源极跟随器的输出和基准偏置电压进行比较，控制源极跟随器的输出。

发明内容

有关本发明的一种形态的箝位电路包括：第一N沟道晶体管，栅极被提供输入电压，并且漏极连接到电源，源极连接到输出端子；第一恒流源，连接在所述输出端子与地之间；第二N沟道晶体管，栅极被提供偏置电压，并且源极连接到所述源极跟随器电路的输出端子；第二恒流源，连接在所述第二N沟道晶体管的漏极与电源之间；以及第一P沟道晶体管，栅极连接到所述第二N沟道晶体管的漏极，并且源极连接到电源，漏极连接到所述源极跟随器电路的输出端子。

有关本发明申请的一种形态的固体摄像装置包括：多个像素单元，配置为矩阵状，且分别至少具有复位晶体管和放大晶体管；多个源极跟随器电路，通过在行方向上配置成阵列状的各偏压用晶体管和在各列方向上配置的规定个数的像素单元内的各放大晶体管之间的连接而构成；以及多个如上述记载的箝位电路，在行方向上配置成阵列状，并分别连接到所述多个源极跟随器电路的输出。

附图说明

图1是表示有关本发明实施例1的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的结构的例子的框图。

图2是表示有关实施例1的CMOS图像传感器的传感器内核部的结构的例子电路图。

图3是表示有关实施例1的CMOS图像传感器的源极跟随器电路用的输出箝位电路的结构的例子的电路图。

图4是表示有关本发明实施例2的CMOS图像传感器的源极跟随器电路用的输出箝位电路的结构的例子的电路图。

图5是表示有关本发明实施例3的CMOS图像传感器的源极跟随器电路用的输出箝位电路的结构的例子的电路图。

具体实施方式

这里，在用上述运算放大器比较源极跟随器的输出和基准偏置电压，并控制源极跟随器的输出的结构中，使用运算放大器的箝位电路总是需要恒定电流。因此，具有不适宜低消耗电流的要求的倾向。

进而，提出了通过比较器监测复位信号读取动作时的源极跟随器电路的输出，从而对包含A/D转换部的后级电路进行控制的方法(例如，参考美国专利第6,803,958号说明书)。

但是，上述美国专利文献中，比较器以及控制电路等附加电路较多，特别是在细微像素中的并联读取方式的传感器中，需要对每一列附加这些电路。所以具有增大整体面积的缺点。

于是，下面参照附图详细说明本发明的实施方式。但是，应该注意附图是示意性的，各附图的尺寸及比例等和实物会有不用。另外，各附图相互之间当然也含有尺寸的关系和/或比例不一样的部分。特别是下面所示的几个实施例，举例说明了用于将本发明的技术思想具体化的装置及方法，而不是通过组成单元的形状、结构、配置等来特别限定本发明的技术思想。本发明的技术思想，在不脱离其要点的范围内，可以加以种种变更。

(实施例1)

图1是表示有关本发明实施例1的固体摄像装置的结构的例子的图。另外，此处以并联读取方式的CMOS图像传感器为例进行说明。