[实用新型]图像传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及成像器件，尤其涉及图像传感器、增大图像传感器电荷-电压增益的方法。

背景技术

随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，短短的几年，数码相机就由几十万像素，发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家，数码相机已经占有很大的市场，就是在发展中的中国，数码相机的市场也在以惊人的速度增长，因此，其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为CCD（电荷耦合图像传感器）、CMOS传感器（互补型金属氧化物图像传感器）。

CMOS图像传感由于功耗小、转换速率快，尺寸小等优点被广泛应用于数码相机、光学成像器件领域。现有的CMOS图像传感器的像素结构主要分为两种，分别为3T结构和4T结构。3T结构的像素每一个像素包括一个复位管、一个行选通管和一个源跟随管。4T结构的像素比3T结构的像素增加了一个传输管。对于4T像素结构，每一个像素总是需要一个传输管，传输管使像素的可控性更好，可以有效地降低热噪声和暗电流。

图1为现有技术中4T结构的CMOS图像传感器中像素的电路结构示意图，图2为现有技术中CMOS图像传感器的像素排列示意图，参考图1和图2，每一个像素包括感光二极管PD、传输管TX、复位管RST、源跟随管SF和行选通管(图中未示)，其中传输管TX的漏极为浮置扩散区，传输管TX的源极为感光二极管，源跟随管的漏极连接电源电压Vdd，复位管RST的漏极连接输入电压Vin。其工作原理为：（1）传输管TX打开前，对浮置扩散区FD进行复位操作，具体为：传输管TX保持关闭，复位管RST先打开，然后关闭，使浮置扩散区FD充电，此时在源跟随管SF的源极读出输出电压Vout作为信号参考电压Vrf；(2)浮置扩散区的复位完成后，传输管TX打开，传输管TX打开过程中复位管RST继续保持关闭，感光二极管PD采集光生电荷，由感光二极管PD采集到的光生电荷进入到浮置扩散区FD，然后关闭传输管TX，在源跟随管的源极读取输出电压Vout作为采样电压Vsample。Vrf与Vsample之间的电压差值Vsignal，为与入射光信号对应的电信号，用于后续还原成像。

更多关于CMOS图像传感器的内容可以参考2003年8月20日公开的第1437388A号的中国专利文献。

然而，现有技术的CMOS图像传感器性能不好。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有技术的CMOS图像传感器性能不好。

为解决上述问题，本实用新型提供一种图像传感器，包括输入电源，输入导线，多个呈阵列排布的像素，每一列像素列包括：一个或多个像素；每一列像素共用输入电源、输入导线、共用信号输出端；

每一个像素包括：第一源跟随管，第一源跟随管源极与所述信号输出端电连接；浮置扩散区，与所述第一源跟随管的栅极电连接；感光二极管；传输管，其漏极为所述浮置扩散区，其源极为所述感光二极管；

所述图像传感器还包括多个电压补偿电路，每一列像素对应一个电压补偿电路，每个电压补偿电路包括输入端和输出端，所述输入端用于与所述输入电源电连接，所述输出端与所述第一源跟随管漏极电连接，电压补偿电路的作用为：使图像传感器工作时所述电压补偿电路输出端输出电压的变化趋势和所述信号输出端电压的变化趋势相同。

可选的，还包括选通电路，用于选通工作的像素。

可选的，每一列像素中每个像素第一源跟随管漏极共用输入导线并与电压补偿电路输出端电连接。

可选的，所述电压补偿电路为第二源跟随管，所述第二源跟随管的漏极为所述电压补偿电路的输入端，所述第二源跟随管的源极为所述电压补偿电路的输出端，所述第二源跟随管的栅极与所述信号输出端电连接。

可选的，还包括：复位管，与所述浮置扩散区电连接。

可选的，所述图像传感器为4T结构或5T结构的CMOS图像传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：