[发明专利]金属氧化物半导体图像传感器

权利要求书

1.一种金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，包括：感光器件、第一金属氧化物半导体MOS管、第二MOS管、第三MOS管和积分电路；

感光器件的一端接地，另一端与第二MOS管的栅极连接，用于将光信号转换成电信号；

第一MOS管的栅极与第一控制信号连接，源漏极中的一极与第二MOS管的栅极连接，另一极与积分电路的输入端连接；

第二MOS管源漏极中的一极与偏置电压连接，另一极与积分电路的输入端连接；

第三MOS管的栅极与第二控制信号连接，源漏极中的一极与电源连接，另一极与第二MOS管的栅极连接；

积分电路用于将输入的电荷或者电流转换为电压信号输出。

2.根据权利要求1所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述感光器件是感光二极管，所述传感器还包括第四MOS管；

第四MOS管的栅极与第三控制信号连接，源漏极中的一极与感光器件的非接地端连接，另一极与第二MOS管的栅极连接，第四MOS管与第二MOS管栅极相连的电极和半导体衬底之间构成一PN结电容，即第一电容，第四MOS管用于将感光器件上的光生电荷转移至第一电容，并实现相关双采样。

3.根据权利要求2所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述相关双采样通过以下方式实现：

先后两次采样，一次是在复位之后立刻采样，一次是在积分过程结束时采样，将两次采样结果相减，从而降低噪声。

4.根据权利要求2所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述第一电容是PN结电容并联一个独立的电容。

5.根据权利要求2所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，所述积分电路包括运算放大器和第二电容；

运算放大器的反相输入端作为所述积分电路的输入端，同相输入端接地，输出端作为所述积分电路的输出端；

第二电容的一端与运算放大器的反相输入端连接，另一端与运算放大器的输出端连接。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，感光器件、第三MOS管和第四MOS管直接做在P型衬底上，第三MOS管的源极和第四MOS管的漏极共用一个N型掺杂区，利用该N型掺杂区和P型衬底组成的PN结的结电容作为所述第一电容；

在P型衬底上还有一个N阱，第一和第二MOS管均做在N阱中，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极共用一个P型掺杂区。

7.根据权利要求6所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，在每个像素的四周有隔离槽，用于实现相邻像素间的电学隔离。

8.根据权利要求7所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，复位时，第二控制信号加高电平，第一、第三控制信号和偏置电压加低电平，将第一电容上的电荷清除，复位完成。

9.根据权利要求8所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，如果检测到环境光强超过预定门限，则使用无源式像素传感器读出方式，第一和第三控制信号加高电平，第二控制信号和偏置电压加低电平，第一电容上的电荷在第二电容上积分得到电压，再将电压读出。

10.根据权利要求9所述的金属氧化物半导体图像传感器，其特征在于，如果检测到环境光强低于预定门限，则使用有源式像素传感器读出方式，第三控制信号加高电平，偏置电压加高电平，第一和第二控制信号加低电平，第一电容上的电压直接加在第二MOS管的栅极，电流在第二电容上积分得到电压，再将电压读出。