，N為大于等于2的自然數(shù)；所述1-V轉(zhuǎn)換單元第一輸入端連接至所述參考電流源輸出端，所述1-V轉(zhuǎn)換單元電壓輸出端通過第η開關(guān)接至第η個V-1轉(zhuǎn)換單元第一輸入端，I ^ n ^ N，所述1-V轉(zhuǎn)換單元第二輸入端連接至第一電壓；所述第η電容跨接于第η個V-1轉(zhuǎn)換單元第一輸入端和所述接第一電壓之間，所述每個V-1轉(zhuǎn)換單元第二輸入端連接至第一電壓，所述第η個V-1轉(zhuǎn)換單元電流輸出端接所述鏡像電流源陣列第η輸出端。
[0094]圖7是本實用新型實施例中一種鏡像電流源陣列，其中，N值為2，1-V轉(zhuǎn)換單元為圖中第一 NMOS管72，第一 V-1轉(zhuǎn)換單元為NMOS管75，第二 V-1轉(zhuǎn)換單元為NMOS管78。對鏡像電流源第一輸出Ρ71來說，將NMOS管72電壓輸出端也就是其柵極通過開關(guān)73接NMOS管75第一輸入端，將電容跨接于所述NMOS管75第一輸入端和所述第一電壓之間，使得NMOS管72提供的控制電壓可以保持在電容兩端，斷開開關(guān)可以避免參考電流源的噪聲對鏡像電流源的輸出產(chǎn)生干擾，從而避免引入?yún)⒖茧娏髟醇熬w管的噪聲，提升鏡像電流源的性能。同樣的原理適于鏡像電流源第二輸出Ρ72。另外，由于鏡像電流源的每路輸出均有各自不同的開關(guān)和電容，使得不同輸出支路之間無相互影響，進一步提高了鏡像電流源的性能。
[0095]在具體實施中，鏡像電流源陣列還包括分別對應(yīng)于N列像素單元的N個控制單元，所述N個控制單元分別連接在所述N個V-1轉(zhuǎn)換單元電流輸出端與鏡像電流源輸出端之間；第η控制單元輸入端連接至第η個V-1轉(zhuǎn)換單元電流輸出端，I ^ n ^ N ;所述第η控制單元控制端分別選擇性連接至第二電壓或第三電壓；所述第η控制單元輸出端連接至所述鏡像電流源陣列第η輸出端。
[0096]圖8是本實用新型實施例中一種鏡像電流源陣列，其中，其中，N值為2，1-V轉(zhuǎn)換單元為圖中第一 NMOS管84，第一個V-1轉(zhuǎn)換單元為NMOS管86，第二個V-1轉(zhuǎn)換單元MOS管88，第一個控制單元為NMOS管82，第二個控制單元為NMOS管83，兩個控制單元均通過端口Ρ83接入控制電壓，對鏡像電流源陣列的兩路輸出進行控制，使得鏡像電流源陣列在不需提供電流時不工作，從而減小功耗。圖中其余電路原理與前述鏡像電流源陣列一致，在此不再贅述。
[0097]本實用新型實施例還提供一種CMOS圖像傳感器讀出電路，包括:鏡像電流源陣列、像素單元陣列、像素單元讀出電路；所述鏡像電流源陣列第η輸出端連接至第η像素單元；所述像素單元讀出電路與所述像素單元陣列相連接。
[0098]圖9是本實用新型實施例中一種CMOS圖像傳感器讀出電路，包含兩列像素單元和有兩路輸出的鏡像電流源陣列。從圖中可以看出，第一像素單元91連接至鏡像電流源陣列的第一輸出端，第二像素單元92連接至鏡像電流源陣列的第二輸出端，像素單元讀出電路93分別與第一像素單元和第二像素單元相連，用于讀出像素單元數(shù)據(jù)。
[0099]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實現(xiàn)本實用新型，以下通過具體的控制方法介紹上述CMOS圖像傳感器讀出電路的工作原理:如圖9所示第η開關(guān)斷開，所述控制單元控制端連接至所述第三電壓；第η開關(guān)斷開，所述控制單元控制端連接至所述第二電壓；第11開關(guān)閉合；第η開關(guān)斷開，對所述像素單元進行讀操作。
[0100]圖10是本實用新型實施例中一種CMOS圖像傳感器讀出電路的控制方法的時序圖，是一種針對如圖9所示的CMOS圖像傳感器讀出電路的控制方法，是以圖9中第一列像素單元和鏡像電流源陣列的第一列為例的時序圖。圖中SI處于低電平代表圖9中開關(guān)SI斷開，處于高電平代表開關(guān)SI閉合。假設(shè)初始狀態(tài)各節(jié)點電壓為0，在phi I階段，開關(guān)SI斷開，VN2為低，Ml和M2工作在截止區(qū)，第一像素單元偏置電流為O ;在phi2階段，VN2為高，由于節(jié)點NI電壓仍為0，M2工作在深線性區(qū)，節(jié)點N3電壓會升高，電容分壓使得節(jié)點NI的電壓也升高；在口1^3階段，開關(guān)SI導(dǎo)通，參考電流源對節(jié)點NI進行充電，Ml與M2均工作在飽和狀態(tài)，第一像素單元偏置電流由Ml決定；在？1^4階段，開關(guān)SI斷開，Ml的偏置電壓通過電容Cl保持，來自參考電流源及鏡像管的噪聲被斷開，第一像素單元信號在這一階段被讀出；在？1^5階段，開關(guān)SI斷開，VN2為低，節(jié)點NI電壓會因SI斷開時電荷注入稍微下降，Ml工作在線性區(qū)，M2工作在截止區(qū)，第一像素單元偏置電流為O。對于整個CMOS圖像傳感器讀出電路，工作時序也是周期性的經(jīng)過phi2?phi5階段，從工作時序可以看出，像素單元的信號在phi4階段讀出，不會受到來自參考電流源和鏡像管噪聲的影響；像素陣列僅在讀出階段被電流源偏置，讀出階段完畢后，偏置電流源電流為0，減小了功耗；而且，phi4階段的充電是在phi3基礎(chǔ)上進行的，充電時間會大大減少。
[0101]本實用新型實施例中CMOS圖像傳感器讀出電路的鏡像電流源陣列在每個像素單元的偏置電流源柵端插入一個較小的開關(guān)和一個較小的電容，首先所有開關(guān)導(dǎo)通，對每列偏置電流源柵端電容進行充電，待電容上電壓穩(wěn)定后斷開開關(guān)，電流源的偏置電壓就分別保持在其柵端的小電容兩端；在像素單元信號讀出階段，由于開關(guān)已斷開，參考電流源及與之連接的晶體管產(chǎn)生的噪聲對像素單元的偏置電壓沒有影響，從而避免了引入?yún)⒖茧娏髟春途w管的噪聲。同時，由于插入的小開關(guān)和小電容是局部的，當像素單元輸出信號的幅度較大時，并不會通過電流源的柵源電容回踢到其它列電流源的柵端，也就不會影響到其它列像素單元的偏置電流，使得圖像的高亮處所在行也不會異常，從而提升CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量。
[0102]本實用新型實施例還提供一種適用于CMOS圖像傳感器的放大電路，適于配置于每列像素單元，如圖11所示，包括:運算放大器0P、第一電容Cl、第二電容C2、放大器開關(guān)SI ;在所述第一電容Cl的兩端中，其中一端連接所述運算放大器OP輸入端，另一端適于連接至CMOS圖像傳感器像素單元信號輸出端；運算放大器OP第二電容C2兩端分別與所述運算放大器OP輸入端、輸出端相連接；放大器開關(guān)Sll兩端分別與所述運算放大器OP輸入端、輸出端相連接；運算放大器OP電流偏置輸入端與所述鏡像電流源列輸出端相連接。
[0103]所述像素單元讀出電路包括:鏡像電流源陣列、像素單元陣列、像素單元讀出電路；所述鏡像電流源陣列第η輸出端連接至第η像素單元；所述像素單元讀出電路與所述像素單元陣列相連接。所述鏡像電流源陣列，包括:參考電流源、1-V轉(zhuǎn)換單元、N個V-1轉(zhuǎn)換單元、N個開關(guān)、N個電容，N為大于等于2的自然數(shù)；所述1-V轉(zhuǎn)換單元第一輸入端連接至所述參考電流源輸出端，所述1-V轉(zhuǎn)換單元電壓輸出端通過第η開關(guān)接至第η個V-1轉(zhuǎn)換單元第一輸入端，I < η < N，所述1-V轉(zhuǎn)換單元第二輸入端連接至第一電壓；所述第η電容跨接于第η個V-1轉(zhuǎn)換單元第一輸入端和所述接第一電壓之間，所述每個V-1轉(zhuǎn)換單元第二輸入端連接至第一電壓，所述第η個V-1轉(zhuǎn)換單元電流輸出端接所述鏡像電流源陣列第η輸出端。像素單元讀出電路的具體結(jié)構(gòu)及工作原理參見如圖8中所示的鏡像電流源陣列和圖9中所示的CMOS圖像傳感器讀出電路，在此不再贅述。
[0104]為了獲得更好的圖像質(zhì)量及更高的速度，CMOS圖像傳感器讀出電路中像素單元的信號往往先經(jīng)過上述放大電路進行放大，再送至下一級。適用于CMOS圖像傳感器的放大電路的工作過程如下:首先開關(guān)SI閉合，C2上保存的電荷進行泄放；然后開關(guān)SI斷開，運算放大器OP反饋重新建立后，像素單元的信號會被運算放大器OP反相放大輸出至下一級，增益為Cl與C2的比值。
[0105]本實用新型實施例還提供一種放大電路的控制方法，以如圖11中放大電路為例:首先開關(guān)SI閉合，C2上保存的電荷進行泄放；然后開關(guān)SI斷開，放大器反饋重新建立后，像素單元的信號會被放大器反相放大輸出至下一級，增益為Cl與C2的比值。
[0106]在具體實施中，放大器第一電容以及放大器第二電容用在P阱中制作的PMOS實現(xiàn)。一般的放大電路所采用的電容為PIP電容、MOM電容、MIM電容等，這些電容的方容值(單位面積的電容值)較小，實現(xiàn)一定容值的電容所耗費的面積較大；另外，采用PIP電容和MM電容需要額外增加掩膜版，這些都增加了芯片的成本?；诖?，提出了一種獨特的電容用法，這種電容是通過PMOS in Pwell來實現(xiàn)的，S卩PMOS管制作在Pwell內(nèi)。一般地，PMOS管制作在Nwell內(nèi)，S卩PMOS in Nwell，其剖面示意圖如圖12所示。PMOS in Nwell電容的C-V曲線如圖13所示，橫坐標為柵源電壓，縱坐標為柵源電容，對電容容值要求不高時，可以用作偏置電壓的的濾波電容等。當柵源電壓從O向負變化時，PMOS in Nwell依次處于耗盡、弱反型、強反型狀態(tài)，電容值在這三階段劇烈變