发明名称 使用于金属氧化半导体取像阵列之改良式充电放大器及其制造方法
摘要 一种使用于金属氧化半导体取像感应器之像素元件,能去除直流偏移的充电放大器。该充电放大器可利用标准的互补式金属氧化半导体单一多结晶程序来制造,也因此其成本效率上会比先前技术之设计来得好。上述之充电放大器包括一个运算放大器、一个电源电容、一个串联电容、以及一个回授电容,该电源电容用来维持输入信号,运算放大器之输出提供输出信号,另有一些开关用来控制由电源电容、串联电容、以及回授电容而来的信号流路径。
申请公布号 TW290754 申请公布日期 1996.11.11
申请号 TW085104399 申请日期 1996.04.12
申请人 欧尼维俊科技股份有限公司 发明人 陈大同;刘俊;萧泰庆
分类号 G09G3/20;H02J7/32 主分类号 G09G3/20
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼之三
主权项 1. 一种改良式充电放大器,用来放大输入端的输入 信号 以及提供最终输出端的输出信号,该充电放大器包 括: 一运算放大器,具有一反相输入、一非反相输入、 以及一 输出放大信号的放大输出端; 一回授电容,用来将放大信号传送至反相输入; 一参考电压,其与反相输入相连; 一校准电容,其连接在运算放大器之放大输出端与 最终输 出端之间; 第一切换开关,位于运算放大器之放大输出端与反 相输入 之间; 第二切换开关,位于参考电压与运算放大器之反相 输入之 间; 第三切换开关,位于能选择输入信号至反相输入之 位置上 ; 第四切换开关,位于一电压位准与最终输出端之间 ;及 一时序电路,与第一切换开关、第二切换开关、第 三切换 开关、以及第四切换开关相连接,得以在第一时间 里第一 和第四切换开关被关上而第二和第三切换开关则 打开;第 二时间里第一和第三切换开关被打开而第二和第 四切换开 关则关上;第三时间里第一切换开关被关上而第二 、第三 和第四切换开关则打开;第四时间里第三切换开关 被关上 而第一、第二和第四切换开关则打开。2. 如申请 专利范围第1项之充电放大器,其中上述之充电 放大器之参考电压为一参考电容所维持。3. 如申 请专利范围第1项之充电放大器,其中上述之输入 信号为电源电容所维持。4. 如申请专利范围第1项 之充电放大器,其中上述之电压 位准由与该第四切换开关相连接的校准电压源所 产生。5. 如申请专利范围第1项之充电放大器,其 中由金属氧化 半导体电容制成的校准电容与回授电容更包含: 第一串联的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该金属氧化半导体电晶体的汲极和源极连接 在一起 以形成输入端; 第二串联的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该金属氧化半导体电晶体的汲极和源极连接 在一起 以形成输出端,该第二金属氧化物半导体电晶体的 闸极与 上述之第一金属氧化物半导体电晶体的闸极相连 接;及 一控制用的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该控制用的金属氧化半导体电晶体的汲极与 上述之 第一和第二串联的金属氧化物半导体电晶体之闸 极相连接 ,该控制用的金属氧化物半导体电晶体的源极和驱 动电压 源相连接; 藉着运用于该控制用之金属氧化半导体电晶体之 闸极中的 控制信号来使金属氧化半导体电容主动运作。6. 如申请专利范围第2项之充电放大器,其中由金属 氧化 半导体电容所形成的校准电容与回授电容包含: 第一串联的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该金属氧化半导体电晶体的汲极和源极连接 在一起 以形成输入端; 第二串联的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该金属氧化半导体电晶体的汲极和源极连接 在一起 以形成输出端,该第二金属氧化物半导体电晶体的 闸极与 该第一金属氧化物半导体电晶体的闸极相连接;及 一控制用的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该控制用的金属氧化半导体电晶体的汲极与 上述之 第一和第二串联的金属氧化物半导体电晶体之闸 极相连接 ,该控制用的金属氧化物半导体电晶体的源极和驱 动电压 源相连接; 藉着运用于该控制用之金属氧化半导体电晶体之 闸极中的 控制信号来使金属氧化半导体电容主动运作。7. 如申请专利范围第3项之充电放大器,其中上述由 金属 氧化半导体电容所形成的校准电容与回授电容更 包含: 第一串联的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该金属氧化半导体电晶体的汲极和源极连接 在一起 以形成输入端; 第二串联的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该金属氧化半导体电晶体的汲极和源极连接 在一起 以形成输出端,该第二金属氧化物半导体电晶体的 闸极与 该第一金属氧化物半导体电晶体的闸极相连接;及 一控制用的金属氧化半导体电晶体,具有闸极、汲 极、及 源极,该控制用的金属氧化半导体电晶体的汲极与 上述之 第一和第二串联的金属氧化物半导体电晶体之闸 极相连接 ,该控制用的金属氧化物半导体电晶体的源极和驱 动电压 源相连接; 藉着运用于该控制用之金属氧化半导体电晶体之 闸极中的 控制信号来使金属氧化半导体电容主动运作。8. 一种用于放大输入于充电放大器中之输入信号的 方法 ,该充电放大器包括一具有一反相输入、一非反相 输入、 以及一用于输出放大信号的放大输出端之运算放 大器;一 位于该放大输出端与反相输入端的回授电容;一可 选择连 接于反相输入的参考电压;以及一连接在放大输出 端与最 终输出端的校准电容,该方法包含下列步骤: (a) 使反相输入端与放大输出端的电压相等; (b) 将最终输出端的电压设定在一预设电压位准上 ; (b) 将该参考电压运用于反相输入端使得该参考电 压被运 算放大器与回授电容之结合所放大; (d) 使反相输入端与放大输出端的电压相等; (e) 将该输入信号运用于反相输入端使得该输入信 号被运 算放大器与回授电容之结合所放大;及 (f) 输出最终放大信号于最终输出端上。9. 如申请 专利范围第8项之方法,其中上述之最终输出端 在步骤(d)期间允许被浮置。10. 如申请专利范围第 8项之方法,其中上述之参考电压 为一参考电容所维持。11. 如申请专利范围第8项 之方法,其中上述之输入信号 为一电源电容所维持。12. 如申请专利范围第8项 之方法,其中上述之预设电压 位准为与上述之第四切换开关相接的校准电压源 所产生。图示简单说明: 第1图为互补式金属氧化半导体影像感应器的概要 方块图 ; 第1A图为先前技术的互补式金属氧化半导体充电 放大器之 概要方块图; 第2图为本发明中互补式金属氧化半导体充电放大 器之概 要方块图; 第2A图为一时序方块图,描述图2中互补式金属氧化 半导 体充电放大器之运作; 第2B图为一电路方块图,描述图2中充电放大器在预 备期 之情形; 第2C图为一电路方块图,描述图2中充电放大器在放 大期 之情形; 第2D图为本发明的互补式金属氧化半导体充电放 大器一个 替代方案的概要方块图; 第2E图为一时序方块图,描述图2D中互补式金属氧 化半导 体充电放大器之运作; 第2F图为一电路方块图,描述图2D中充电放大器在 第一时 间之情形; 第2G图为一电路方块图,描述图2D中充电放大器在 第二时 间之情形; 第2H图为一电路方块图,描述图2D中充电放大器在 第三时 间之情形; 第2I图为一电路方块图,描述图2D中充电放大器在 第四时 间之情形; 第3图为用于图2之充电放大器的以N型金属氧化半 导体制 成的电容概要方块图; 第3A图为一时序方块图,描述图3中电容之运作; 第4图为用于图2之充电放大器中以N型金属氧化半 导体制 成之电容的一个替代方案之概要方块图; 第4A图为一时序方块图,描述图4中电容之运作; 第5图为另一个用于图2之充电放大器中以N型金属 氧化半 导体制成之电容的另一个替代方案之概要方块图;
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