长线列CMOS图像传感器的性能优化设计

• 作者: 徐星 陈永平 陈世军 袁红辉 王欣
• 来源期刊: 半导体光电
• 关键词: CMOS图像传感器 电容反馈跨阻放大器 体效应 读出速率 寄生电容
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 光电器件
• 页码范围: 52-56
• 页数: 5页
• 分类号: TP212
• 语种: 中文
• DOI: 10.16818/j.issn1001-5868.2021.01.009

摘要

设计了一种基于电容反馈跨阻放大器(CTIA)的长线列CMOS图像传感器.为减小器件功耗和面积,采用基于单端四管共源共栅运算放大器.为提高信号读出速率,采用没有体效应的PMOS源跟随器,同时减小PMOS管的宽长比,有效减小了输出总线寄生电容的影响.在版图设计上,采用顶层金属走线,降低寄生电阻和电容,提高了长线列CMOS图像传感器的读出速率和输出线性范围.采用0.35 μm 3.3 V标准CMOS工艺对传感器进行流片,得到器件像元阵列为5×1 030,像元尺寸为20μm×20μm.测试结果表明:该传感器在积分时间为1 ms、读出速率为4 MHz的情况下工作稳定,其线性度达到98％,线性动态范围为76 dB.