发明名称 用于光侦测器的单一光子读出之放大互补金属氧化物半导体转换器
摘要 一种超低杂讯、高增益介面像素放大器,具有从知的光侦测器中读出高电频带单一光子之能力,高电频带系为x光至长IR频带之不同谱频带通。侦测器电荷会调变源输出器,源输出器的输出会被小巧级双重取样以移除相关杂讯,小巧级也有助于可程式放大的第二增益级之低杂讯增益调整。因此,能够读出小像素区中光侦测器的高电频带之单一光子。
申请公布号 TW560180 申请公布日期 2003.11.01
申请号 TW090126187 申请日期 2001.10.23
申请人 洛克威尔科技股份有限公司 发明人 雷斯特 科洛斯基
分类号 H04N3/15 主分类号 H04N3/15
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种单一光子读取电路,包括:光侦测器,产生光侦测器输出讯号;缓冲放大器,配置成接收光侦测器输出讯号,具有经过缓冲的光侦测器输出讯号;讯号放大器,具有讯号输入及讯号输出;耦合电容器,具有连接至经过缓冲的输出讯号之第一端及连接至讯号放大器的讯号输入之第二端;及电子偏移重设开关,连接至耦合电容器。2.如申请专利范围第1项之电路,又包括同步电路,连接至缓冲放大器及讯号放大器的讯号输出。3.如申请专利范围第2项之电路,又包括积分电容器,连接至讯号放大器的讯号输出。4.如申请专利范围第3项之电路,又包括取样及固持电路,连接至讯号放大器的讯号输出。5.如申请专利范围第4项之电路,又包括输出放大器,连接至取样及固持电路。6.如申请专利范围第5项之电路,又包括可变电流源,连接至讯号放大器。7.如申请专利范围第6项之电路,其中缓冲放大器包括以源输出配置之二金属氧化物半导体场效电晶体。8.如申请专利范围第7项之电路,其中讯号放大器包括金属氧化物半导体场效电晶体。9.如申请专利范围第8项之电路,其中偏移重设开关包括金属氧化物半导体场效电晶体。10.如申请专利范围第9项之电路,其中同步电路包括具有重设讯号连接至每一闸极之二金属氧化物半导体场效电晶体。11.如申请专利范围第10项之电路,其中取样及固持电路包括金属氧化物半导体场效电晶体及电容器。12.如申请专利范围第11项之电路,其中可变电流源包括金属氧化物半导体场效电晶体及电容器。13.一种单一光子读取电路,包括:光侦测器,于侦测器电容上积分小讯号光电荷/以回应入射光子,产生光侦测器输出讯号;缓冲放大器,配置成接收光侦测器输出讯号及产生缓冲光侦测器输出讯号;讯号放大器,具有讯号输入及产生讯号输出;耦合电容器,具有连接至经过缓冲的输出讯号之第一端及连接至讯号放大器的讯号输入之第二端,以使讯号位准以偏移电压偏移;及电子偏移重设开关,连接至耦合电容器,用于重设偏移电压。14.如申请专利范围第13项之电路,又包括同步电路,连接至缓冲放大器的输入及连接至讯号放大器的输出讯号,以同步启动横跨像素化阵列的讯号积分。15.如申请专利范围第14项之电路,又包括取样及固持电路,用于储存讯号电压。16.如申请专利范围第15项之电路,又包括可变电流源,连接至讯号放大器,用于增加电路的瞬间动态范围。17.一种讯号读取电路,包括:光侦测器,连接至侦测器电压;第一金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至光侦测器之闸极、及连接至第一电压之汲极;第二金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至第一金属氧化物半导体场效电晶体的源极之汲极、及连接至第一偏压之闸极;关连双重取样电容器,具有连接至第一金属氧化物半导体场效电晶体的源极之第一端;讯号放大器金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至关连的双重取样电容器之第二端的闸极、及连接至第二电压之源极;电子偏移重设开关金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至关连双重取样电容器的第二端之源极、连接至增益电压的汲极、及连接至关连双重取样讯号之闸极;及积分电容器,连接至讯号放大器金属氧化物半导体场效电晶体的汲极。18.如申请专利范围第17项之电路,又包括:取样及固持金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至讯号放大器金属氧化物半导体场效电晶体的汲极之源极、及连接至取样及固持讯号之闸极;及取样及固持电容器,连接至取样及固持金属氧化物半导体场效电晶体的汲极。19.如申请专利范围第18项之电路,又包括:第一重设金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至第一金属氧化物半导体场效电晶体的闸极之汲极、连接至重设讯号之闸极、及连接至侦测器重设电压之源极;及第二重设金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至讯号放大器的汲极之汲极、连接至重设讯号之闸极、及连接至胞重设电压之源极。20.如申请专利范围第19项之电路,又包括:放大器金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至缓冲电压之源极、连接至取样及固持金属氧化物半导体场效电晶体的汲极之闸极;及接取金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至放大器金属氧化物半导体场效电晶体的汲极之源极、连接至接取讯号之闸极、及连接至滙流排之汲极。21.如申请专利范围第17项之电路,又包括:动态范围金属氧化物半导体场效电晶体,具有连接至讯号放大器金属氧化物半导体场效电晶体的源极之汲极、连接至源极电压之源极、及连接至动态范围讯号之闸极;及动态范围电容器,连接至动态范围金属氧化物半导体场效电晶体的汲极。图式简单说明:图1系根据本发明之概要像素放大器图;及图2系本发明的另一实施例图,其中,像素放大器会强化动态范围并使放大器均匀性最小化以交换较低的跨阻抗。
地址 美国