[发明专利]一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器

权利要求书

1.一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器，其特征在于包括：传输晶体管M1、复位晶体管M2、开关晶体管M3、光电二极管D、比较器Comp以及计数器counter；

光电二极管D作为感光单元，其输出信号送至传输晶体管M1的源端，传输晶体管M1的栅极连接外部输入的直流偏置电压Vbias，传输晶体管M1的漏端节点、复位晶体管M2的源端节点和开关晶体管M3的漏端节点共用一个反向偏置节点P，所述反向偏置节点P对地形成节点电容Cp，节点电容Cp靠近反向偏置节点P的一端和比较器Comp的负极输入端连接，比较器Comp正极输入端、开关晶体管M3的源端节点以及参考电压源Vref连接在一起，开关晶体管M3的栅极连接输入开关信号RST，控制比较器Comp的开闭，复位晶体管M2的漏端连接电源信号VDD，同时复位晶体管M2的栅极和比较器Comp的输出端连接，比较器Comp输出端与计数器counter的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器，其特征在于：开关信号RST为模数转换器的周期性的初始触发信号。

3.根据权利要求2所述的一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器，其特征在于：开关信号RST的频率数值等于模数转换器的转换速率数值。

4.根据权利要求2或3所述的一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器，其特征在于：当开关信号RST为高电平时，控制比较器Comp的关闭，当开关信号RST为低电平时，控制比较器Comp的打开。

5.根据权利要求1所述的一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器，其特征在于：光电二极管D采用n-on-p连接结构，负极连接至地信号，正极连接至传输晶体管M1的源端。

6.根据权利要求1所述的一种红外焦平面像元级电压分段计数型模数转换器，其特征在于：反向偏置节点P对地形成的节点电容Cp，其电容量通过增加有源区宽度进行调整。

7.一种红外焦平面器件，其特征在于包括多个相同的标准像元，每个像元的电路结构均为模数转换器，所述模数转换器包括：传输晶体管M1、复位晶体管M2、开关晶体管M3、光电二极管D、比较器Comp以及计数器counter；

光电二极管D作为感光单元，其输出信号送至传输晶体管M1的源端，传输晶体管M1的栅极连接外部输入的直流偏置电压Vbias，传输晶体管M1的漏端节点、复位晶体管M2的源端节点和开关晶体管M3的漏端节点共用一个反向偏置节点P，所述反向偏置节点P对地形成节点电容Cp，节点电容Cp靠近反向偏置节点P的一端和比较器Comp的负极输入端连接，比较器Comp正极输入端、开关晶体管M3的源端节点以及参考电压源Vref连接在一起，开关晶体管M3的栅极连接输入开关信号RST，控制比较器Comp的开闭，复位晶体管M2的漏端连接电源信号VDD，同时复位晶体管M2的栅极和比较器Comp的输出端连接，比较器Comp输出端与计数器counter的输入端相连。

8.根据权利要求7所述的一种红外焦平面器件，其特征在于：开关信号RST为模数转换器的周期性的初始触发信号，开关信号RST的频率数值等于模数转换器的转换速率数值，当开关信号RST为高电平时，控制比较器Comp的关闭，当开关信号RST为低电平时，控制比较器Comp的打开。

9.根据权利要求7所述的一种红外焦平面器件，其特征在于：光电二极管D采用n-on-p连接结构，负极连接至地信号，正极连接至传输晶体管M1的源端。

10.根据权利要求7所述的一种红外焦平面器件，其特征在于：反向偏置节点P对地形成的节点电容Cp，其电容量通过增加有源区宽度进行调整。