高速CMOS圖像傳感器關(guān)鍵電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著CMOS集成電路工藝的發(fā)展，CMOS圖像傳感器在集成度，工藝兼容性，功耗，成本以及開發(fā)周期等方面的優(yōu)勢凸顯出來，已廣泛應(yīng)用于攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)通訊產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、安全監(jiān)控、軍工等領(lǐng)域。 本文首先分析了國內(nèi)外CMOS圖像傳感器的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，比較了CMOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器的性能特點(diǎn)。并在本文給出了CMOS圖像傳感器的總體框圖以及CMOS圖像傳感器的工作原理，給出了全局快門的概念，根據(jù)全局快門的要求設(shè)計(jì)出一種合

2、適的五管有源像素結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)所有像素單元光信號同時(shí)積分解決圖像的拖尾現(xiàn)象，而且在上一幀讀出的同時(shí)下一幀可以同時(shí)積分，從而可以提高幀速，實(shí)現(xiàn)高速CMOS圖像傳感器。 在CMOS圖像傳感器芯片中，除了有像素陣列外還應(yīng)該有將積分的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的ADC，為了滿足其精度以及面積的要求，在此設(shè)計(jì)出一種特殊結(jié)構(gòu)的ADC。此種ADC是由一階sigma-delta調(diào)制器以及SAR ADC共用反饋組成，此種．ADC有兩個(gè)工作模式

3、：一種為“計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換”模式，另一種為“擴(kuò)展轉(zhuǎn)換”模式，因此稱為擴(kuò)展計(jì)數(shù)型ADC（ECADC）。這種ADC在同樣精度的情況下，可以減小其面積，降低功耗，非常適合CMOS圖像傳感器芯片。在ECADC中，需要能提供偏置電流的帶隙電流源和能提供基準(zhǔn)電壓的帶隙電壓源。 本文分別根據(jù)需要設(shè)計(jì)出性能較好的帶隙電流源和輸出電壓為1．65V的帶隙電壓源。電路基于Chartered公司0．35μCMOS2P4M n-well工藝的仿真帶隙電流源以及帶