一种基于反相器电路的可调放大APS电路及其驱动方法技术

技术编号：43178508 阅读：13 留言：0更新日期：2024-11-01 20:05

本发明专利技术提出了一种基于反相器电路的可调放大APS电路及其驱动方法，属于电路电子技术领域。具体地说，所述APS电路包括光电转换器、反相器电路、读出电路，所述光电转换器与所述反相器电路连接，所述反相器电路与所述读出电路连接，其中，所述反相器电路包括第一晶体管、第二晶体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接。本发明专利技术在像素中基于反相器电路的分压原理实现了信号的放大，同时可以对放大的灵敏度进行调整，适应不同使用环境的要求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电路电子，具体地说，本专利技术涉及一种基于反相器电路的可调放大aps电路及其驱动方法。

技术介绍

1、有源像素传感器(active pixel sensor，aps)像素上集成了光电二极管(pd)、有源的晶体管开关和放大电路，通过这些有源电路在每个像素上完成了电荷-电压的转换，并放大成有驱动能力的信号电压。然后用常规的电子电路方法把像素信号切换到传感器外面，实现图像信号的扫描输出。

2、对比文件(cn113630567a)提出了一种读出电路。所述读出电路耦接到像素电路，用于从所述像素电路读出信号。所述读出电路包括偏置电路。所述偏置电路包括共源共栅晶体管及偏置晶体管。所述共源共栅晶体管的第一端耦接到所述偏置电路的输出端及所述像素电路。所述共源共栅晶体管的第二端耦接到所述偏置晶体管的第一端。所述偏置晶体管的第二端耦接到负电压。本专利技术的读出电路能够有效地从像素电路的浮动扩散节点读出信号。

3、该对比文件中使用的像素电路是一种传统的3t1d结构，通过源极跟随器实现对信号的一级放大。现有的像素电路通常采用这种3t1d或者4t1d结构，即3或4个晶体管和1个二极管所组成的结构。该种像素电路虽然可以在像素中实现信号的放大，避免引入过多的噪声，但是其所使用的源极跟随器在工作过程中会由于阈值电压的不均影响电路输出，同时放大的灵敏度无法调整，而且只有一级放大。

4、为此本专利技术提出了一种基于反相器电路的可调放大aps电路及其驱动方法。

技术实现思路

<p>1、本专利技术旨在克服现有技术的不足，提出了一种基于反相器电路的可调放大aps电路及其驱动方法，以达到在像素中实现信号的放大，同时可以调整放大的灵敏度的目的。

2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于反相器电路的可调放大aps电路，所述aps电路包括光电转换器、反相器电路、读出电路，所述光电转换器与所述反相器电路连接，所述反相器电路与所述读出电路连接，其中，所述反相器电路包括第一晶体管、第二晶体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接。

3、优选的，所述光电转换器为光电二极管，所述光电二极管与所述反相器电路连接。

4、优选的，所述光电二极管的阳极连接偏置电压端，所述光电二极管的阴极与所述第一晶体管端的控制端连接，此时，所述第一晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的第一端连接至第一电源端；所述第二晶体管的第二端连接至第二电源端；所述第二晶体管的控制端连接至第一控制电压端。

5、优选的，所述光电二极管的阳极连接偏置电压端，所述光电二极管的阴极与所述第一晶体管的第二端连接，此时，所述第一晶体管的第一端与所述第二晶体管的第二端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的控制端连接至第一控制电压端；所述第二晶体管的控制端连接至第二控制电压端；所述第二晶体管的第一端连接至第一电源端。

6、优选的，所述光电二极管的阴极连接第一电源端，所述光电二极管的阳极与所述第二晶体管的第一端连接，此时，所述第一晶体管的第一端与所述第二晶体管的第二端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的控制端连接至第一控制电压端；所述第二晶体管的控制端连接至第二控制电压端；所述第一晶体管的第二端连接至第二电源端。

7、优选的，所述读出电路包括第三晶体管、第四晶体管，其中，所述第三晶体管的第一端连接至第一电源端，所述第三晶体管的控制端与所述反相器电路的电压输出端连接，所述第三晶体管的第二端与所述第四晶体管的第一端连接；所述第四晶体管的控制端连接至读出电压端，所述第四晶体管的第二端连接至数据电压端。

8、优选的，所述读出电路包括第四晶体管，其中，所述第四晶体管的第一端与所述反相器电路的电压输出端连接；所述第四晶体管的控制端连接至读出电压端；所述第四晶体管的第二端连接至数据电压端。

9、优选的，所述读出电路包括导线，所述反相器电路的电压输出端直接通过所述导线与数据电压端连接。

10、同时，本专利技术还提出了一种基于反相器电路的可调放大aps电路驱动方法，所述方法用于驱动上述的一种基于反相器电路的可调放大aps电路，包括：

11、s1、光电转化器将光信号转变成电信号并输出至反相器电路；

12、s2、所述反相器电路通过调控第一控制电压端、第二控制电压端、第一电源端的输入电压以放大所述光电转化器输出的电信号，其中，通过调控第一控制电压端、第二控制电压端的输入电压以改变第一晶体管和第二晶体管的电阻比值，从而改变电路的电压分配，实现信号放大；通过调控第一电源端的输入电压以改变反相器电路的电源输入压差，从而改变电路的电压分配，实现信号放大；

13、s3、经过反相器电路放大后的电信号由读出电路读出至data线。

14、本专利技术的技术效果为：(1)使用反相器电路替代了传统的像素电路使用源极跟随器以实现信号的放大，克服了使用源极跟随器的缺点，同时基于反相器电路的分压实现了信号放大大小的可控，可以适应不同使用环境的要求；(2)本专利技术的一种读取电路，设置了放大晶体管，在反相器电路放大的基础上可以进行再次放大，提高的增益同时进一步消除失真和噪声，该放大晶体管还可以将信号与data线隔开，避免晶体管直接与data线连接时由于波动和电子反灌造成的电路异常。

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【技术保护点】

1.一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述APS电路包括光电转换器、反相器电路、读出电路，所述光电转换器与所述反相器电路连接，所述反相器电路与所述读出电路连接，其中，所述反相器电路包括第一晶体管、第二晶体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述光电转换器为光电二极管，所述光电二极管与所述反相器电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述光电二极管的阳极连接偏置电压端，所述光电二极管的阴极与所述第一晶体管端的控制端连接，此时，所述第一晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的第一端连接至第一电源端；所述第二晶体管的第二端连接至第二电源端；所述第二晶体管的控制端连接至第一控制电压端。

4.根据权利要求2所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电

5.根据权利要求2所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述光电二极管的阴极连接第一电源端，所述光电二极管的阳极与所述第二晶体管的第一端连接，此时，所述第一晶体管的第一端与所述第二晶体管的第二端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的控制端连接至第一控制电压端；所述第二晶体管的控制端连接至第二控制电压端；所述第一晶体管的第二端连接至第二电源端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述读出电路包括第三晶体管、第四晶体管，其中，所述第三晶体管的第一端连接至第一电源端，所述第三晶体管的控制端与所述反相器电路的电压输出端连接，所述第三晶体管的第二端与所述第四晶体管的第一端连接；所述第四晶体管的控制端连接至读出电压端，所述第四晶体管的第二端连接至数据电压端。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述读出电路包括第四晶体管，其中，所述第四晶体管的第一端与所述反相器电路的电压输出端连接；所述第四晶体管的控制端连接至读出电压端；所述第四晶体管的第二端连接至数据电压端。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，其特征在于：所述读出电路包括导线，所述反相器电路的电压输出端直接通过所述导线与数据电压端连接。

9.一种基于反相器电路的可调放大APS电路驱动方法，其特征在于：所述方法用于驱动根据权利要求1-9任一项所述的一种基于反相器电路的可调放大APS电路，包括：

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【技术特征摘要】

1.一种基于反相器电路的可调放大aps电路，其特征在于：所述aps电路包括光电转换器、反相器电路、读出电路，所述光电转换器与所述反相器电路连接，所述反相器电路与所述读出电路连接，其中，所述反相器电路包括第一晶体管、第二晶体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于反相器电路的可调放大aps电路，其特征在于：所述光电转换器为光电二极管，所述光电二极管与所述反相器电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于反相器电路的可调放大aps电路，其特征在于：所述光电二极管的阳极连接偏置电压端，所述光电二极管的阴极与所述第一晶体管端的控制端连接，此时，所述第一晶体管的第二端与所述第二晶体管的第一端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的第一端连接至第一电源端；所述第二晶体管的第二端连接至第二电源端；所述第二晶体管的控制端连接至第一控制电压端。

4.根据权利要求2所述的一种基于反相器电路的可调放大aps电路，其特征在于：所述光电二极管的阳极连接偏置电压端，所述光电二极管的阴极与所述第一晶体管的第二端连接，此时，所述第一晶体管的第一端与所述第二晶体管的第二端连接并引出端子作为所述反相器电路的电压输出端，该电压输出端与所述读出电路连接；所述第一晶体管的控制端连接至第一控制电压端；所述第二晶体管的控制端连接至第二控制电压端；所述第二晶体管的第一端连接至第一电源端。

5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，路遥，
申请(专利权)人：芜湖迪钛飞光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人