[发明专利]包括比较电路的模数转换器和包括其的图像传感器

说明书

公开了A/D转换器和图像传感器。该图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素；斜坡信号生成器，被配置为生成斜坡信号；以及比较电路，被配置为通过将像素阵列输出的像素信号与斜坡信号进行比较来输出比较结果信号。该比较电路包括：第一比较器级，被配置为根据将像素信号与斜坡信号进行比较的结果向第一电路节点输出第一级输出信号；限制器，包括n型晶体管，具有连接到第一电路节点的一端以及被施加电源电压的相对端；以及第二比较器级，被配置为通过对第一级输出信号进行整形来生成比较结果信号。

相关申请的交叉引用

本申请基于于2020年10月8日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0130443号韩国专利申请并要求优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及图像传感器，并且更特别地，涉及包括比较电路的模数(analog-to-digital，A/D)转换器，以及包括A/D转换器的图像传感器。

背景技术

图像传感器是捕获场景的二维或三维图像的设备。图像传感器通过使用光电转换元件生成场景的图像，该光电转换元件根据从场景中的对象发出的光的强度进行反应。今天，利用互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)晶体管的CMOS图像传感器被广泛使用。在CMOS图像传感器中，相关双采样(correlated doublesampling，CDS)技术用于去除像素内存在的噪声。可以在复位时段之后对噪声进行采样，并且从噪声样本之前或之后不久获取的信号样本中减去噪声样本以去除噪声。为了提高图像质量，需要高性能的使用CDS技术的A/D转换器。

发明内容

本发明构思的实施例提供了A/D转换器和包括该A/D转换器的图像传感器，该A/D转换器包括具有降低的噪声和降低的功耗的比较电路。

根据本发明构思的一方面，提供了图像传感器，包括：像素阵列，包括多个像素；斜坡信号生成器，被配置为生成斜坡信号；以及比较电路，被配置为通过将像素阵列输出的像素信号与斜坡信号进行比较来输出比较结果信号，其中比较电路包括：第一比较器级，被配置为根据将像素信号与斜坡信号进行比较的结果向第一电路节点输出第一级输出信号；限制器，包括n型晶体管，具有连接到第一电路节点的一端以及被施加电源电压的相对端；以及第二比较器级，被配置为通过对第一级输出信号进行整形来生成比较结果信号。

在另一方面，根据本发明构思的其中从像素阵列输出的像素信号被转换为数字信号的A/D转换器包括：第一比较器级，被配置为根据将像素信号与斜坡信号进行比较的结果来向第一电路节点输出第一级输出信号；限制器，被配置为通过向第一电路节点提供电流来限制第一级输出信号的电压电平；以及第二比较器级，被配置为基于第一级输出信号生成比较结果信号，其中限制器包括n型晶体管，具有连接到第一电路节点的一端以及被施加电源电压的相对端。

在另一方面，根据本发明构思的其中从像素阵列输出的像素信号被转换为数字信号的A/D转换器包括：比较电路，被配置为通过将像素信号与斜坡信号进行比较来输出比较结果信号；以及计数器，被配置为通过使用计数时钟信号确定比较结果信号的逻辑电平转换时间处的计数来生成数字信号。比较电路包括：第一比较器级，被配置为根据将像素信号与斜坡信号进行比较的结果向第一电路节点输出第一级输出信号；限制器，包括n型晶体管，具有连接到第一电路节点的一端以及被施加电源电压的相对端；以及第二比较器级，被配置为通过对第一级输出信号进行整形来生成比较结果信号。

在另一方面，如上所述的A/D转换器以类似的方式将另一种类型的模拟信号(除了像素信号之外的另外一种类型的模拟信号)转换成数字信号。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明构思的实施例，附图中：

图1是根据示例实施例的图像传感器的示意图；