基于4T結構的CMOS圖像傳感器時序控制研究.pdf

1、近幾年來，CMOS圖像傳感器由于其生產(chǎn)工藝兼容、生產(chǎn)成本較低和功耗控制較好等優(yōu)勢，在很多方面獲得了快速的發(fā)展，廣泛應用于手機、PC攝像頭、安防監(jiān)控、條形碼掃描器、玩具、汽車后視和航空航天等領域，正在逐步取代CCD圖像傳感器。CMOS圖像傳感器是一種把像素感光陣列、放大器和模數(shù)轉換等模擬功能模塊及時序控制電路集成在一起的芯片系統(tǒng)。時序控制電路是芯片系統(tǒng)中的重要部分，為其它各個模塊提供控制信號，確保其在正確的時序下工作，從而完成一幀圖像的輸

2、出。故本文的研究內容有著非常重要的現(xiàn)實意義。本文的創(chuàng)新點在于設計了一種簡化4T像素結構，較普通4T像素結構而言，該簡化結構像素內部去掉了行選通管，行選信號替換復位管的電源電壓，從而提高了像素的填充因子，簡化了內部電路設計，減小了版圖的面積，消除了行選通管引入的隨機噪聲。
　　本論文主要研究的內容為簡化4T像素結構CMOS圖像傳感器的時序控制。首先，詳細分析了簡化4T像素結構及其讀出電路的工作時序;其次，在此基礎上設計了本系統(tǒng)所采用

3、的滾筒式曝光控制方式，并深入分析了其時序控制關系;最后，重點介紹了芯片系統(tǒng)中各控制模塊的結構和具體設計。在控制模塊具體設計時，采用自頂向下的設計方法，按照邏輯功能和時序控制關系完成模塊的劃分，然后運用Verilog硬件描述語言完成所有模塊的編碼，最后使用Cadence公司的設計工具進行仿真驗證。
　　設計完成后采用0.11μmCIS工藝流片，經(jīng)測試，該CMOS圖像傳感器的填充因子較普通的4T像素結構有了較大的提升，達到了72％，靈