一种用于数字像素读出电路中的电流-频率振荡器制造技术

本发明专利技术属于图像传感器技术领域，特别涉及一种用于数字像素读出电路中的电流

【技术实现步骤摘要】
一种用于数字像素读出电路中的电流
‑
频率振荡器


[0001]本专利技术属于图像传感器
，特别涉及一种用于数字像素读出电路中的电流
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频率振荡器。

技术介绍

[0002]在传统的模拟读出集成电路技术中，由探测器产生的电流在电容器(电子阱)中局部地累积和存储；积分时间内存储的最大电荷等于总电容与电容器两端的允许电压最大值的乘积，考虑到技术限制了有限的电压和电容密度，单位阱深从根本上决定了探测器焦平面阵列(FPA)的最大灵敏度。
[0003]数字像素读出集成电路(DROIC)通常包括一个前置放大器/缓冲器，一个由光电流到频率转换器(I
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to
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F转换器)连接到计数器/移位寄存器组成的像素内模数转换器电路，以及控制电路。数字像素读出集成电路通过像素内信号数字化来克服传统模拟焦平面阵列的局限性，可实现更大的动态范围，更快的低噪声全数字读出和片上处理以减少传感器功率。
[0004]红外焦平面探测器通常分为PonN和NonP两种类型，即探测器电流方向分为流入和流出两种。针对不同的探测器类型往往需要设计不同的数字像素读出电路和电流
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频率振荡器，不能采用一种电流
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频率振荡器对输入的信号进行处理，造成了资源的浪费以及测量信号困难的问题；因此，设计一种对PonN&NonP两种探测器类型兼容的数字像素读出电路架构具有极为重要的意义。

技术实现思路

[0005]为解决以上现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种用于数字像素读出电路中的电流
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频率振荡器，该器件包括：电流缓冲电路、第一复位电路、第二复位电路以及比较器；电流缓冲电路的输入端连接外围匹配电路，电流缓冲电路的输出端连接比较器的输入端，所述外围匹配电路为探测器；第一复位电路和第二复位电路分别与比较器并联，构成电流
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频率振荡器。
[0006]优选的，探测器为光敏二级管；所述光敏二级管为NonP型或者PonN型；若为Nonp型光敏二极管，将光敏二级管的负极接地，正极连接电流缓冲电路的输入端；若为PonN型光敏二级，则光敏二级管的正极接地，负极连接电流缓冲电路的输入端。
[0007]优选的，电流缓冲电路包括MOS管N2、MOS管N3、MOS管P2以及MOS管P3；MOS管N2的源极接探测器，漏极接MOS管N3的源极，栅极接可调偏置电压；MOS管N3的漏极接比较器的输入端口，栅极接电流方向控制信号；MOS管P2的源极接探测器，漏极接MOS管P3的源极，栅极接可调偏置电压；MOS管P3的漏极接比较器输入端口，栅极接电流方向控制信号。
[0008]优选的，第一复位电路包括电位复位管P1和与非门逻辑阵列；电位复位管P1的源极接电源电压，漏极接比较器的输入端，栅极接与非门逻辑阵列的输出端；与非门逻辑阵列的第一输入端接电流方向控制信号，第二输入端接比较器的输出端。
[0009]优选的，第二复位电路包括电位复位管N1和或非门逻辑阵列；电位复位管N1的源极接地，漏极接比较器输入端，栅极接或非门逻辑阵列的输出端；或非门逻辑阵列的第一输入端连接电流方向控制信号，第二输入端连接比较器的输出端。
[0010]优选的，电流
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频率振荡器中还包括一个积分电容，积分电容的上极板连接比较器的输入端，下极板接地。
[0011]本专利技术的有益效果：
[0012]本专利技术通过在电流
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频率振荡器电路中加入电流方向控制逻辑电路，实现了兼容流入/流出两种探测器电流方向的数字像素读出电路，以非常小的面积和功耗为代价，大大增加了该电路的应用范围。
附图说明
[0013]为了使本专利技术的目的，技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0014]图1为现有技术中数字像素读出电路的原理结构图；
[0015]图2为本专利技术中的频率振荡器的电路的结构图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0018]一种数字像素读出电路，如图1所示，该电路包括：探测器、振荡器、计数器和位移寄存器以及数据总线构成；其中探测器用于获取光信号，并根据光电响应产生光电流，将产生的光电流传输到振荡器中；振荡器用于将光电流转换为一个频率与电流强弱相关的振荡信号(频率信号)，再将振荡信号(频率信号)转发到计数器和移位寄存器中；计数器和移位寄存器对此振荡信号(频率信号)计数后，通过数据总线输出。由于不同类型的探测器电流分为流入和流出两个方向，通常是设计不同的电流
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频率振荡器电路，基于此，本专利技术提出一种兼容流入和流出两种探测器电流方向的数字像素读出电路，通过在电流
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频率振荡器模块增加针对不同电流方向的控制电路，实现可兼容流入/流出两种探测器电流方向的电流转频率功能，增加了该电路的应用范围。
[0019]一种用于数字像素读出电路中的电流
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频率振荡器的具体实施方式，如图2所示，该振荡器包括：电流缓冲电路、第一复位电路、第二复位电路以及比较器；电流缓冲电路的
输入端连接外围匹配电路，电流缓冲电路的输出端连接比较器的输入端，所述外围匹配电路为探测器；第一复位电路和第二复位电路分别与比较器并联，构成电流
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频率振荡器。
[0020]探测器为光敏二级管；若光敏二级管为NonP型，则光敏二级管的负极接地，正极连接电流缓冲电路的输入端；若光敏二级管为PonN型，则光敏二级管的正极接地，负极连接电流缓冲电路的输入端。
[0021]可选的，探测器由第一光敏二级管构成，第一光敏二级管的负极接地，正极连接电流缓冲电路的输入端。
[0022]可选的，探测器由第二光敏二级管构成，第二光敏二级管的正极接地，负极连接电流缓冲电路的输入端。
[0023]优选的，第一光敏二级管和第二光敏二级管并联，共同构成探测器。将第一光敏二级管和第二光敏二级管并联可以输出不同方向的光电流，增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于数字像素读出电路中的电流
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频率振荡器，其特征在于，该振荡器包括：电流缓冲电路、第一复位电路、第二复位电路以及比较器；电流缓冲电路的输入端连接外围匹配电路，电流缓冲电路的输出端连接比较器的输入端，所述外围匹配电路为探测器；第一复位电路和第二复位电路分别与比较器并联，构成电流
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频率振荡器。2.根据权利要求1所述的一种用于数字像素读出电路中的电流
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频率振荡器，其特征在于，探测器为光敏二级管；所述光敏二级管为NonP型或者PonN型；若为Nonp型光敏二极管，将光敏二级管的负极接地，正极连接电流缓冲电路的输入端；若为PonN型光敏二级，则光敏二级管的正极接地，负极连接电流缓冲电路的输入端。3.根据权利要求1所述的一种用于数字像素读出电路中的电流
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频率振荡器，其特征在于，电流缓冲电路包括MOS管N2、MOS管N3、MOS管P2以及MOS管P3；MOS管N2的源极接探测器，漏极接MOS管N3的源极，栅极接可调偏置电压；MOS管N3的漏极接比较器的输入端口，栅极接电流方向控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾岩，雷昕，黄文刚，黄晓宗，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
国别省市：