[发明专利]图像传感器以及用于驱动图像传感器的单位像素的方法

说明书

一种驱动单位像素的方法可以包括：在光电二极管复位时段的第一区段期间，在复位信号的激活之前激活传输信号以增强单位像素的浮置扩散节点；以及在光电二极管复位时段的第二区段期间，使用硬复位来激活复位信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月12日提交的申请号为10-2016-0016043的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例总体而言涉及一种图像传感器，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，以及更具体地涉及一种CMOS图像传感器以及用于驱动图像传感器的单位像素的方法。

背景技术

通常，CMOS图像传感器的单位像素包括光电二极管、传输晶体管、复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管。在单位像素中，由光电二极管所产生的光电荷经由传输晶体管传输到为驱动晶体管(即源极跟随晶体管)的输入节点(即栅极端子)的浮置扩散节点。即像素信号(即驱动晶体管的输出电压)通过浮置扩散节点的电压来驱动。

随着单位像素的尺寸减小，钉扎电压增加以保证适当的动态范围特性。因此，在使用硬复位的情况下，在光电二极管复位时段中，光电二极管的复位电平和浮置扩散节点的复位电平之间的差减小，并可能导致滞后现象。

为了防止这种滞后现象，建议采用软复位。然而，软复位可能导致在读出操作期间可能发生相当大的复位电平变化。

发明内容

本发明的各种实施例涉及一种能够通过使用硬复位与增强浮置扩散节点来在很大程度上减少或去除复位电平变化和滞后现象的图像传感器，以及用于驱动在图像传感器中包括的单位像素的方法。

本发明的各种实施例涉及一种能够通过适时地使用软复位和硬复位来去除复位电平变化和滞后现象的操作单位像素的方法，以及使用该方法的图像传感器。

在本发明的各种实施例中，在额外的时间裕度不恶化的情况下，可以通过使用硬复位和改变像素控制信号的上升时间来去除滞后现象和复位电平变化。

即，根据本发明的实施例，通过在激活复位信号之前使用传输信号激活来增强浮置扩散节点、减小浮置扩散节点的电势以及增加光电二极管和浮置扩散节点之间的电势差来去除滞后现象。此外，通过使用硬复位来去除作为软复位的缺点的复位电压水平变化。因此，通过滞后现象和复位电压水平变化导致的图像质量的恶化可以得到改善。

在本发明的一个实施例中，驱动单位像素的方法可以包括：在光电二极管(PD)复位时段的第一区段期间，在复位信号的激活之前激活传输信号以增强单位像素的浮置扩散节点；以及在光电二极管复位时段的第二区段期间，使用硬复位来激活复位信号。

在本发明的一个实施例中，驱动单位像素的方法可以包括：通过第一电源电压来激活复位信号；在保持复位信号的状态的情况下激活传输信号以增强单位像素的浮置扩散节点；以及当传输信号被激活以后过了预定时间时，通过比第一电源电压高的第二电源电压来改变复位信号的状态。

在本发明的一个实施例中，图像传感器可以包括：单位像素，适用于产生与入射光相对应的像素信号；电源电压供应单元，适用于供应比在单元像素中使用的第一电源电压高的第二电源电压；以及复位电压选择单元，适用于在光电二极管复位时段期间，基于复位控制信号而将第一电源电压或第二电源电压作为复位信号的复位电压选择性地提供给单位像素。

附图说明

通过参考附图详细地描述其各种实施例，本发明的上述和其它特征及优点对于本发明所属的本领域技术人员将更加明显。

图1是图示传统单位像素的电路图。

图2A到图2D是描述在光电二极管复位时段中传统单位像素的操作的示图。