CN121151703A - 图像传感器的像素 - Google Patents

Abstract

像素包括：第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；光电转换元件，其具有与第一像素电路耦接的第一端；以及第二像素电路，其与光电转换元件的第二端耦接。第二像素电路包括：电流镜电路，被配置为放大从光电转换元件的第二端输出的输出电流；以及放大电流处理电路，被配置为根据放大的输出电流输出第二像素信号。

Description

图像传感器的像素

相关申请的交叉引用

本申请要求于2024年6月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2024-0077161的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及图像传感器的像素，并且更具体地，涉及利用光电转换元件的电子和空穴两者的图像传感器的像素。

背景技术

图像传感器可以指可以将外部入射光信号转换为电信号并且可以生成与入射光信号对应的图像信息的半导体元件。最近，随着计算机行业和/或通信行业的发展，对图像传感器的需求可能在各种领域中增加，诸如但不限于数码相机、摄像机、移动电话、安全相机、医疗微型相机或类似的。尽管图像传感器可以生成具有可接受的图像质量的图像，但在某些成像环境图像传感器可能难以生成图像。

发明内容

本公开的一个或多个示例实施例提供了一种利用光电转换元件的电子和空穴两者的图像传感器的像素。

根据本公开的一个方面，像素包括：第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；光电转换元件，其具有与第一像素电路耦接的第一端；以及第二像素电路，其与光电转换元件的第二端耦接。第二像素电路包括：电流镜电路，被配置为放大从光电转换元件的第二端输出的输出电流；以及放大电流处理电路，被配置为基于放大的输出电流输出第二像素信号。

根据本公开的一个方面，像素包括：第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；光电转换元件，其具有与第一像素电路耦接的第一端；以及第二像素电路，其与光电转换元件的第二端耦接。第二像素电路包括：电流镜电路，被配置为放大从光电转换元件的第二端输出的输出电流；以及放大电流处理电路，被配置为基于放大的输出电流输出第二像素信号。放大电流处理电路包括第一处理电路和第二处理电路，第一处理电路包括复位晶体管，第二处理电路包括至少两个电容器并且被配置为去除复位噪声。

根据本公开的一个方面，像素包括：第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；光电转换元件，其具有与第一像素电路耦接的第一端；以及第二像素电路，其与光电转换元件的第二端耦接。第二像素电路包括：电流镜电路，被配置为放大从光电转换元件的第二端输出的输出电流；以及放大电流处理电路，被配置为基于放大的输出电流输出第二像素信号。放大电流处理电路包括动态随机存取存储器（DRAM）电容器。

附加方面可以部分地在下面的描述中阐述，并且部分地可以从描述中显而易见，和/或可以通过实践所呈现的实施例来学习。

附图说明

根据以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点可以更加明显，其中：

图1是示出根据实施例的图像传感器的框图；

图2A至图2C示出了根据实施例的与滤色器阵列对应的像素阵列的实现示例；

图3A和图3B是分别示出根据实施例的像素的电路图的框图；

图4A和图4B是分别示出根据实施例的第一像素电路和电流镜电路的结构的电路图；

图5A和图5B是根据实施例的像素的电路图；

图6A和图6B是根据实施例的像素的电路图；

图7A和图7B是根据实施例的像素的电路图；

图8是示出根据实施例的像素的结构的框图；

图9是根据实施例的像素的电路图；

图10是示出根据实施例的包括在图9的噪声去除电路中的晶体管的导通定时的定时图；以及

图11和图12是示出根据实施例的包括在噪声去除电路中的晶体管的导通定时的定时图。

具体实施方式

提供参考附图的以下描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的实施例。包括各种具体细节以帮助理解，但是这些细节仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员可以认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明起见，省略了对公知功能和结构的描述。

关于附图的描述，类似的附图标记可以用于指代类似或相关的元件。应当理解，除非相关上下文另有明确说明，否则对应于项目的名词的单数形式可以包括一个或多个事物。如本文所使用的，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”之类的短语中的每一个可以包括在对应的短语之一中一起列举的项目中的任何一个或所有可能的组合。如本文所使用的，诸如“第1”和“第2”或“第一”和“第二”之类的术语可以用于简单地将相应的组件与另一组件区分开，并且在其他方面（例如，重要性或顺序）不限制组件。应当理解，如果元件（例如，第一元件）在有或没有术语“可操作地”或“通信地”的情况下被称为与另一元件（例如，第二元件）“耦接”、“耦接到”另一元件（例如，第二元件）、“与另一元件（例如，第二元件）连接”或“连接到”另一元件（例如，第二元件），则意味着该元件可以直接（例如，有线）、无线地或经由第三元件与另一元件耦接。

应当理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上（over）”、“上（above）”、“上（on）”、“下（below）”、“下（under）”、“下（beneath）”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上（over）、上（above）、上（on）、下（below）、下（under）、下（beneath）、连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件或层上（over）”、“直接在另一元件或层上（above）”、“直接在另一元件或层上（on）”、“直接在另一元件或层下（below）”、“直接在另一元件或层下（under）”、“直接在另一元件或层下（beneath）”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。

术语“上”、“中间”、“下”等可以用诸如“第一”、“第二”、“第三”的术语替换，以用于描述元件的相对位置。术语“第一”、“第二”、“第三”可以用于描述各种元件，但是元件不受术语的限制，并且“第一元件”可以被称为“第二元件”。可替代地或附加地，术语“第一”、“第二”、“第三”等可以用于将部件彼此区分开，并且不限制本公开。例如，术语“第一”、“第二”、“第三”等可能不一定涉及任何形式的顺序或数字含义。

贯穿本公开对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“该实施例”或类似语言的引用可以指示结合所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本解决方案的至少一个实施例中。因此，贯穿本公开的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“在示例实施例中”、“根据实施例”和类似语言可以但不一定都指代相同的实施例。本文描述的实施例是示例实施例，并且因此，本公开不限于此，并且可以以各种其他形式实现。

如附图所示，可以根据块来描述和示出本文的实施例，这些块执行所描述的一个或多个功能。这些块（其在本文中可以被称为单元或模块或类似的，或者通过诸如设备、逻辑、电路、控制器、计数器、比较器、生成器、转换器等的名称）可以由模拟和/或数字电路物理地实现，该模拟和/或数字电路包括逻辑门、集成电路、微处理器、微控制器、存储器电路、无源电子部件、有源电子部件、光学部件和类似的中的一个或多个。

在本公开中，冠词“一个（a）”和“一个（an）”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。在意图仅一个项目的情况下，使用术语“一个”或类似语言。例如，术语“处理器”可以指单个处理器或多个处理器。当处理器被描述为执行操作并且处理器被称为执行附加操作时，多个操作可以由单个处理器或多个处理器中的任何一个或组合来执行。

在下文中，参考附图描述本公开的各种实施例。

图1是示出根据实施例的图像传感器的框图。

图像传感器100可以安装在包括图像或光感测功能的电子设备上。例如，图像传感器100可以安装在电子设备上，诸如但不限于相机、智能电话、可穿戴设备、物联网（IoT）设备、家用电器、平板计算机、个人计算机（PC）、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PMP）、导航设备、无人机、高级驾驶员辅助系统（ADAS）或类似的电子设备。附加地，图像传感器100可以安装在可以作为部件或类似的而被包括在车辆、家具、制造设施、门、各种测量设备或类似的中。本公开在这方面不受限制。

参考图1，图像传感器100可以包括像素阵列110、行驱动器120、读出电路130、斜坡信号生成器140、定时控制器150和信号处理器190，并且读出电路130可以包括模数转换（ADC）电路131和数据总线132。

像素阵列110可以包括多个行线RL、多个列线CL和多个像素PX，多个像素PX可以连接到多个行线RL和多个列线CL，并且可以按行和列布置。多个像素PX可以是共享像素。可替代地或附加地，多个像素PX可以是和/或可以包括子像素。

多个像素PX中的每一个可以包括至少一个光电转换元件。多个像素PX可以各自通过使用光电转换元件来检测光，并且根据检测到的光输出图像信号，该图像信号可以是电信号。例如，光电转换元件可以是和/或可以包括光敏元件，其可以由有机材料和/或无机材料组成，诸如但不限于无机光电二极管、有机光电二极管、钙钛矿光电二极管、光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管或类似的。在一个实施例中，多个像素PX中的每一个可以包括多个光电转换元件。在下文中，为了便于描述，可以假设光电转换元件是光电二极管。然而，本公开不限于此。也就是说，本文提出的方面可以应用于其他类型的光电转换元件。

在实施例中，用于聚焦光的微透镜可以布置在多个像素PX中的每一个的上部，或者布置在包括相邻像素PX的像素组的上部。多个像素PX中的每一个可以从通过布置在多个像素PX中的每一个的上部的微透镜接收的光中检测特定光谱范围的光。例如，像素阵列110可以包括用于将红色光谱范围内的光转换为电信号的红色像素R、用于将绿色光谱范围内的光转换为电信号的绿色像素G、用于将蓝色光谱范围内的光转换为电信号的蓝色像素B以及用于控制噪声的白色像素W。滤色器可以布置在多个像素PX中的每一个的上部，以通过其透射特定光谱范围内的光。然而，本公开不限于此，并且像素阵列110可以包括将除了红色像素、绿色像素和蓝色像素的光谱范围内的光转换为电信号的像素。根据一个实施例，包括在像素阵列110中的多个像素PX可以是和/或可以包括RGBW像素。

在一个实施例中，多个像素PX可以分别具有多层结构。各自具有多层结构的多个像素PX可以各自包括可以将不同光谱范围内的光转换成电信号的多个堆叠的光电转换元件，并且与不同颜色对应的电信号可以由多个光电转换元件生成。也就是说，可以从像素PX输出与多种颜色对应的电信号。

滤色器阵列可以布置在多个像素PX的上部，以通过其透射特定光谱范围内的光，并且可以根据布置在像素PX的上部的滤色器来确定可以由像素PX检测的颜色。然而，本公开不限于此，并且光电转换元件还可以根据施加到光电转换元件的电信号的电平将特定波长带中的光转换成电信号。

根据示例，多个像素PX中的每一个可以包括第一像素电路和第二像素电路，并且第一像素电路和第二像素电路可以共享包括在多个像素PX中的每一个中的光电二极管。根据示例，第一像素电路可以基于光电二极管的电子进行操作，并且第二像素电路可以基于光电二极管的空穴进行操作。根据示例，多个像素PX中的每一个可以输出由第一像素电路生成的第一像素信号或由第二像素电路生成的第二像素信号。因此，可以在各种条件下选择和输出有效的像素信号，并且因此，可以有效地利用多个像素PX。参考图3A对与多个像素PX对应的结构进行说明。

行驱动器120可以以行线RL为单位驱动像素阵列110。行驱动器120可以从包括在像素阵列110中的行线RL中选择至少一个行线RL。例如，行驱动器120可以生成用于选择多个行线RL中的一个的选择信号SEL。像素阵列110可以从由选择信号SEL选择的行线RL输出像素信号。像素信号可以包括但不限于复位信号和图像信号。

行驱动器120可以生成用于控制像素阵列110的多个控制信号。行驱动器120可以独立地提供施加到多个控制线的信号。行驱动器120可以响应于从定时控制器150输出的定时控制信号将多个控制信号提供给多个像素PX。

定时控制器150可以控制行驱动器120、读出电路130和斜坡信号生成器140的定时。定时控制器150可以提供用于控制行驱动器120、读出电路130和斜坡信号生成器140中的每一个的操作定时的控制信号。定时控制器150可以通过调整由行驱动器120生成的多个控制线信号的定时来确定施加到控制线的信号的激活和/或去激活定时。

斜坡信号生成器140可以生成可以以预设斜率上升和/或下降的斜坡信号RAMP，并将斜坡信号RAMP提供给读出电路130的ADC电路131。

读出电路130可以从多个像素PX中的由行驱动器120选择的行线RL的像素PX读出像素信号。读出电路130可以基于从斜坡信号生成器140输出的斜坡信号RAMP将通过多个列线CL从像素阵列110接收的像素信号转换为数字数据，从而以行为单位生成并输出与多个像素PX对应的像素值。

ADC电路131可以将通过多个列线CL中的每一个接收的像素信号与斜坡信号RAMP进行比较，并且基于比较结果生成可以是数字信号的像素值。例如，可以从图像信号中去除复位信号，并且可以生成表示由像素PX检测到的光量的像素值。ADC电路131可以根据相关双采样（CDS）方法对像素信号进行采样和保持，可以对特定噪声（例如，复位信号）的电平和根据图像信号的电平进行双采样，并且可以基于与电平之间的差对应的电平来生成比较信号。ADC电路131还可以根据增量复位采样（DRS）方法对通过首先读出图像信号并随后读出复位信号而提供的像素信号进行采样。

由ADC电路131生成的多个像素值可以作为图像数据IDT通过数据总线132输出。图像数据IDT可以被提供给图像信号处理器190，图像信号处理器190可以位于图像传感器100的内部和/或外部。

数据总线132可以临时存储从ADC电路131输出的多个像素值，并且然后输出多个像素值。数据总线132可以包括多个列存储器和列解码器。存储在多个列存储器中的多个像素值可以在列解码器的控制下作为图像数据IDT输出。

信号处理器190可以对图像数据IDT执行降噪处理、增益调整、波形整形处理、插值处理、白平衡处理、伽马处理、边缘增强处理、合并（binning）或类似的处理中的一个或多个。在一些实施例中，信号处理器190可以合成从像素阵列110输出的图像数据IDT以生成输出图像。此外，在一些实施例中，信号处理器190可以被包括在图像传感器100的外部处理器中。

图2A至图2C示出了根据实施例的与滤色器阵列对应的像素阵列的实现示例。

参考图2A，像素阵列110a可以包括根据多个行和列布置的多个像素，并且以布置成两行和两列（例如，2 × 2阵列）的像素为单位限定的共享像素可以各自包括四（4）个子像素。像素阵列110a可包括多个共享像素（例如，第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第三共享像素SP2、第四共享像素SP3、第五共享像素SP4、第六共享像素SP5、第七共享像素SP6、第八共享像素SP7、第九共享像素SP8、第十共享像素SP9、第十一共享像素SP10、第十二共享像素SP11、第十三共享像素SP12、第十四共享像素SP13、第十五共享像素SP14和第十六共享像素SP15，下文中一般称为SP）。像素阵列110a还可以包括滤色器阵列CF，使得多个共享像素SP可以感测各种颜色。

在一个示例中，滤色器阵列CF包括感测红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）的滤光器，并且多个共享像素SP可以各自包括其上布置有具有相同颜色的滤光器的子像素。例如，第一共享像素SP0、第三共享像素SP2、第九共享像素SP8和第十一共享像素SP10可以包括具有蓝色（B）滤色器的子像素，第二共享像素SP1、第四共享像素SP3、第五共享像素SP4、第七共享像素SP6、第十共享像素SP9、第十二共享像素SP11、第十三共享像素SP12和第十五共享像素SP14可以包括具有绿色（G）滤色器的子像素，并且第六共享像素SP5、第八共享像素SP7、第十四共享像素SP13和第十六共享像素SP15可以包括具有红色（R）滤色器的子像素。

此外，包括第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第五共享像素SP4和第六共享像素SP5的组、包括第三共享像素SP2、第四共享像素SP3、第七共享像素SP6和第八共享像素SP7的组、包括第九共享像素SP8、第十共享像素SP9、第十三共享像素SP12和第十四共享像素SP13的组以及包括第十一共享像素SP10、第十二共享像素SP11、第十五共享像素SP14和第十六共享像素SP15的组可以在像素阵列110a中布置为各自对应于拜耳模式。然而，本公开不限于此。

根据实施例，包括第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第五共享像素SP4和第六共享像素SP5的组、包括第三共享像素SP2、第四共享像素SP3、第七共享像素SP6和第八共享像素SP7的组、包括第九共享像素SP8、第十共享像素SP9、第十三共享像素SP12和第十四共享像素SP13的组以及包括第十一共享像素SP10、第十二共享像素SP11、第十五共享像素SP14和第十六共享像素SP15的组可以各自对应于滤色器阵列CF的块。

然而，这仅是示例，并且根据实施例的像素阵列110a可以包括各种类型的滤色器。例如，滤色器阵列CF可以包括感测除了红色、绿色和蓝色的其他颜色的滤光器，诸如但不限于黄色、青色、品红色和白色。此外，像素阵列110a可以包括更多共享像素，并且多个共享像素SP可以以各种方式布置。

参考图2B的像素阵列110b，第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第五共享像素SP4和第六共享像素SP5可以各自包括九（9）个子像素。第一共享像素SP0可以包括九（9）个具有蓝色（B）滤色器的子像素，第二共享像素SP1和第五共享像素SP4可以各自包括九（9）个具有绿色（G）滤色器的子像素。第六共享像素SP5可以包括九（9）个具有红色（R）滤色器的子像素。在一些实施例中，第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第五共享像素SP4和第六共享像素SP5可以被称为九细胞（nona cells）。

参考图2C的像素阵列110c，第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第五共享像素SP4和第六共享像素SP5可以包括十六（16）个子像素。第一共享像素SP0可以包括十六（16）个具有蓝色（B）滤色器的子像素，并且第二共享像素SP1和第五共享像素SP4可以各自包括十六（16）个具有绿色（G）滤色器的子像素。第六共享像素SP5可以包括十六（16）个具有红色（R）滤色器的子像素。在一些实施例中，第一共享像素SP0、第二共享像素SP1、第五共享像素SP4和第六共享像素SP5可以被称为十六细胞（hexadeca cell）。

共享像素可以包括可以彼此相邻同时具有相同滤色器的子像素。虽然图2A至图2C示出了以N × N布置的共享像素中的每一个的子像素，但是包括在共享像素中的子像素的布置不限于N × N。如本文所使用的，N可以是大于一（1）的正整数。

图3A和图3B是示出根据实施例的像素的电路图的框图。参考图3A和图3B描述的像素可以包括和/或可以在许多方面类似于上面参考图1、图2A、图2B和图2C描述的像素，并且可以包括上面未提及的附加特征。因此，为了简洁起见，可以省略上面参考图1、图2A、图2B和图2C描述的像素的重复描述。

参考图3A，像素PX1可以包括光电二极管3000a、连接到光电二极管3000a的一端的第一像素电路1000a以及连接到光电二极管3000a的另一端的第二像素电路2000a。根据实施例，光电二极管3000a的阴极可以连接到第一像素电路1000a，并且光电二极管3000a的阳极可以连接到第二像素电路2000a。

第一像素电路1000a和第二像素电路2000a可以各自根据光电二极管3000a生成的电荷量来生成电压的像素信号。包括在像素PX1中的第一像素电路1000a，根据实施例，可以基于由光电二极管3000a生成的电子来生成第一像素信号，并且第二像素电路2000a可以基于由光电二极管3000a生成的空穴来生成第二像素信号。因此，第一像素电路1000a可以使用基于电子的电流，并且第二像素电路2000a可以使用基于空穴的电流。在实施例中，即使当电子累积在光电二极管3000a中时，基于空穴的电流也可以连续流动，并且因此，第一像素电路1000a可以保持四晶体管（4T）操作并且可以作为与第二像素电路2000a独立的电路操作。根据实施例，包括在像素PX1中的第一像素电路1000a和第二像素电路2000a可以共享光电二极管3000a。根据实施例，可以通过分别连接到光电二极管3000a的两端的第一像素电路1000a和第二像素电路2000a从一个像素输出两（2）个像素信号，并且，因此，可以有通过根据成像情况使用适当的像素信号来获得更清晰的图像的效果。

参考图3B，第二像素电路2000a可以包括电流镜电路2100a和放大电流处理电路2200a。电流镜电路2100a可以连接到光电二极管3000a的阳极。电流镜电路2100a可以通过连接到光电二极管3000a的阳极来复制和/或放大由光电二极管3000a生成的空穴电流。下面参考图4A和图4B说明电流镜电路2100a的结构。放大电流处理电路2200a可以连接到电流镜电路2100a的输出端子。放大电流处理电路2200a可以包括用于基于从电流镜电路2100a输出的电流来输出第二像素信号的像素电路。根据实施例，放大电流处理电路2200a可以包括具有与第一像素电路1000a的电路结构不同的电路结构的像素电路。下面参考图5A对放大电流处理电路2200a的电路结构进行说明。

虽然，在实施例中，第一像素电路1000a和第二像素电路2000a仅共享一个光电二极管3000a，但是根据另一实施例，第一像素电路1000a和第二像素电路2000a可以共享多个光电二极管。在一些实施例中，第一像素电路1000a可以连接到多个光电二极管的阴极，并且第二像素电路2000a可以连接到多个光电二极管的阳极。为了便于描述，下面描述仅共享一个光电二极管的第一像素电路和第二像素电路。

根据本公开，公开了连接到光电二极管的阳极的第二像素电路，以利用与从光电二极管输出的空穴对应的空穴电流。根据实施例，第二像素电路可以包括电流镜电路，并且可以通过放大空穴电流来感测暗成像环境中的图像。根据实施例，第二像素电路可以通过包括复位晶体管来周期性地复位电流镜电路，并且可以通过包括存储流动电荷的第一电容器来配置能够在三晶体管（3T）操作下进行操作的像素电路。根据实施例，第二像素电路可以通过包括第二处理电路来去除第一处理电路的复位噪声，该第二处理电路包括两（2）个或多个电容器。在这种情况下，第二像素电路可以执行全局快门操作和滚动快门操作两者。根据实施例，第二像素电路可以通过包括动态随机存取存储器（DRAM）电容器而作为能够存储溢出电荷的高动态范围（HDR）电路来操作。根据实施例，第二像素电路的结构可以在与第一像素电路共享光电二极管的同时，与第一像素电路独立地操作。在下文中，进一步描述第二像素电路的实施例。

图4A和图4B是示出根据实施例的第一像素电路和电流镜电路的结构的电路图。

参考图4A，像素PX2可以包括第一像素电路1000b、光电二极管3000b和电流镜电路2100b。尽管为了便于描述，从图4A和图4B中省略了放大电流处理电路的配置，但是放大电流处理电路可以连接到电流镜电路2100b和/或电流镜电路2100c的输出端子。

第一像素电路1000b可以包括将由光电二极管3000b生成的光电荷转移到浮置扩散节点FD以检测由光电二极管3000b生成的光电荷的转移晶体管TX、复位晶体管RX、源极跟随器晶体管SF和选择晶体管SX。光电二极管3000b可以响应于入射光而生成光电荷，并将光电荷累积在光电二极管3000b中。光电二极管3000b中累积的光电荷可以通过转移晶体管TX选择性地转移到浮置扩散节点FD，并且通过复位晶体管RX、源极跟随器晶体管SF和选择晶体管SX的操作被检测为与图像相关的电信号。

浮置扩散节点FD可以包括在半导体层中掺杂有n型杂质的浮置扩散区域。浮置扩散节点FD可以接收光电二极管3000b中累积的光电荷并累积地存储光电荷。此外，浮置扩散节点FD可以电连接到源极跟随器晶体管SF并且控制源极跟随器晶体管SF的操作。

转移晶体管TX可以选择性地将光电二极管3000b中累积的光电荷转移到浮置扩散节点FD。复位晶体管RX可以连接在供应电源电压的节点与浮置扩散节点FD之间，并且可以重置存储在浮置扩散节点FD中的光电荷。

源极跟随器晶体管SF可以与可以位于像素PX2外部的恒定电流源组合以形成源极跟随器缓冲放大器。源极跟随器晶体管SF可以连接到浮置扩散节点FD，并且可以放大存储在浮置扩散节点FD中的光电荷的电位变化，并且将光电荷转换为第一像素信号V1。

选择晶体管SX可以连接在源极跟随器晶体管SF的源极与地之间，并且可以选择性地输出第一像素信号V1。选择晶体管SX可以以行为单位选择要读取的单位像素，并且可以将所选择的单位像素的第一像素信号V1作为图像信号沿列方向上的检测线传输。

参考图4A，包括在第一像素电路1000b中的转移晶体管TX的一端可以连接到光电二极管3000b的阴极，并且包括在电流镜电路2100b中的第一n沟道金属氧化物半导体（NMOS）晶体管T1的一端可以连接到光电二极管3000b的阳极。电流镜电路2100b可以包括第一NMOS晶体管T1和第二NMOS晶体管T2。包括在电流镜电路2100b中的第一NMOS晶体管T1的一端可以连接到光电二极管3000b的阳极，并且第一NMOS晶体管T1的另一端可以连接到地。第一NMOS晶体管T1的栅极可以连接到第二NMOS晶体管T2的栅极。第一NMOS晶体管T1的一端可以连接到第一NMOS晶体管T1的栅极。电流镜电路2100b可以被用作电流源，其可以容易地供应施加到第二像素电路的电流。

参考图4B，像素PX3可以包括第一像素电路1000c、光电二极管3000c和电流镜电路2100c。第一像素电路1000c的配置可以对应于第一像素电路1000b的配置。图4B示出的电流镜电路2100c可以包括第一NMOS晶体管T1、第二NMOS晶体管T2和第三NMOS晶体管T3。图4B示出的电流镜电路2100c可以包括三（3）个NMOS晶体管以配置多级电流镜电路。因此，当流过第一NMOS晶体管T1的电流是I1时，流过第三NMOS晶体管T3的电流可以是2 × I1。以这种方式，通过使用多级电流镜电路，可以放大电流并将其提供给第二像素电路，并且因此，可以控制电流供应以促进低照度下的操作。根据实施例，像素PX2和PX3可以通过包括电流镜电路2100b和2100c来复制和/或放大空穴电流，并且可以在暗成像环境中感测图像。在低照度环境中，电流量可能相对较小，这可能导致读出困难。然而，在本公开中，电流通过电流镜电路被放大，并且因此，即使在相对暗的成像环境中也可以感测图像。

图4A和图4B中分别示出的第一像素电路1000b和1000c以及电流镜电路2100b和2100c的电路结构仅是示例，并且第一像素电路1000b和1000c可以在能够读出像素信号的电路结构的范围内进行各种修改，并且电流镜电路2100b和2100c可以在能够复制和/或放大电流的电路结构的范围内进行各种修改。

尽管图4B示出了电流镜电路2100c是以两（2）级连接的，但是根据实施例，电流镜电路2100c可以通过附加地包括晶体管而以N级连接。根据实施例，电流镜电路2100c可以通过使用一个参考晶体管和N个附加晶体管将电流放大N倍。下面参考附图描述的电流镜电路是应用图4A中示出的电流镜电路的示例，然而，本公开不限于此，并且下面参考附图描述的电流镜电路可以是应用图4B的电流镜电路的示例，或者可以是应用具有不同电路结构的电流镜电路的示例。

图5A和图5B是根据实施例的像素的电路图。

根据图5A的像素PX4可以包括第一像素电路1000d、光电二极管3000d、电流镜电路2100d和放大电流处理电路2200d。第一像素电路1000d、光电二极管3000d和电流镜电路2100d的配置可以分别对应于上面参考图4A描述的第一像素电路1000b、光电二极管3000b和电流镜电路2100b的配置，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。

参考图5A，示出放大电流处理电路2200d的例子。放大电流处理电路2200d可以包括第二复位晶体管RX2、第一电容器C1和第二源极跟随器晶体管SF2。第二复位晶体管RX2的一端可以连接到电流镜电路2100d的一端，并且第二复位晶体管RX2的另一端可以连接到地。第一电容器C1的一端可以连接到电流镜电路2100d的一端，并且第一电容器C1的另一端可以连接到接地。第二源极跟随器晶体管SF2的栅极可以连接到电流镜电路2100d的一端，并且可以从第二源极跟随器晶体管SF2的一端输出第二像素信号V2。

参考图5A，放大电流处理电路2200d可以不包括转移晶体管。放大电流处理电路2200d可以通过包括连接到电流镜电路2100d的一端的第二复位晶体管RX2来复位从电流镜电路2100d输出的放大电流。放大电流处理电路2200d可以通过第二复位晶体管RX2周期性地复位放大电流处理电路2200d。放大电流处理电路2200d通过导通第二复位晶体管RX2复位放大电流，并且然后关断第二复位晶体管RX2，从而能够将复位后从光电二极管3000d流出的空穴存储在电容器C1中。也就是说，放大电流处理电路2200d可以通过控制第二复位晶体管RX2的关断定时来控制累积空穴的时间，并且可以控制通过其的有效积分时间（EIT）以输出第二像素信号V2。根据该结构，像素电路可以配置有比相关的4T电路结构更少数量的晶体管。

参考图5B，像素PX5可以包括第一像素电路1000e、光电二极管3000e、电流镜电路2100e和放大电流处理电路2200e。像素PX5可以包括和/或可以在许多方面类似于上面参考图5A描述的像素PX4，并且可以包括上面未提及的附加特征。因此，为了简洁起见，可以省略上面参考图5A描述的像素PX5的重复描述。

放大电流处理电路2200e可以包括第三复位晶体管RX3、第一电容器C1和第二源极跟随器晶体管SF2。第三复位晶体管RX3可以连接到电流镜电路2100e的另一端。也就是说，将图5A与图5B进行比较，图5A示出包括在放大电流处理电路2200d中的第二复位晶体管RX2连接到电流镜电路2100d的一端，而图5B示出包括在放大电流处理电路2200e中的第三复位晶体管RX3连接到电流镜电路2100e的另一端。图5A和图5B示出了其中复位晶体管的布置位置彼此不同的放大电流处理电路的实施例。

参考根据图5A和图5B的第二像素电路，可以通过电流镜电路复制和/或放大空穴电流，并且可以用3T结构读出像素信号。根据实施例，第二像素电路可以通过包括复位晶体管来周期性地复位电流镜电路，并且可以通过包括存储流动电荷的第一电容器来以3T进行操作。在本公开中，可以以3T来操作的像素电路可以指包括复位晶体管、源极跟随器晶体管和不包括转移晶体管的选择晶体管的像素电路。应当理解，为了便于描述，可以从附图中省略连接到源极跟随器晶体管的一端的选择晶体管。

图6A和图6B是根据实施例的像素的电路图。

图6A的像素PX6可以包括第一像素电路1000f、光电二极管3000f、电流镜电路2100f和放大电流处理电路2200f。第一像素电路1000f、光电二极管3000f和电流镜电路2100f的配置分别对应于上面参考图4A描述的第一像素电路1000b、光电二极管3000b和电流镜电路2100b的配置，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。放大电流处理电路2200f可以包括第一处理电路2210f和第二处理电路2220f。

第一处理电路2210f可以包括第二复位晶体管RX2、第一电容器C1和第二源极跟随器晶体管SF2。第一处理电路2210f的配置对应于上面参考图5A描述的放大电流处理电路2220d的配置，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。

第二处理电路2220f可以包括第一晶体管CT1、第二晶体管CT2、第二电容器C2、第三电容器C3和第三源极跟随器晶体管SF3。根据实施例，第二处理电路2220f可以连接到第一处理电路2210f的输出端子。第二处理电路2220f可以包括彼此并联连接的第二电容器C2和第三电容器C3。第一晶体管CT1可以连接到第二电容器C2的一端，并且地可以连接到第二电容器C2的另一端。第二晶体管CT2可以连接到第三电容器C3的一端，并且地可以连接到第三电容器C3的另一端。根据实施例，包括在第二处理电路2220f中的第二电容器C2可以存储复位信号电平，并且包括在第二处理电路2220f中的第三电容器C3可以存储图像信号电平。根据实施例，第二处理电路2220f可以作为全局快门电路操作。

根据图6A的实施例，第一处理电路2210f可以通过第一电容器C1存储电压电平而无需包括转移晶体管，并且因此，可以通过控制导通或关断第二复位晶体管RX2来控制EIT，并且在第二复位晶体管RX2的关断定时可能发生浮置扩散节点FD复位噪声。在本实施例中，出于减小FD复位噪声的影响的目的，第二复位晶体管RX2可以被控制为在第一时间点关断，并且第二源极跟随器晶体管SF2可以被控制为导通。在这种情况下，可以导通第一晶体管CT1以将相应的复位电平存储在第二电容器C2中，然后可以在第二时间点导通第二晶体管CT2以将相应的图像信号电平存储在第三电容器C3中。通过计算存储在第二电容器C2中的复位电平与存储在第三电容器C3中的图像信号电平之间的差，可以获得去除了FD复位噪声的信号电平，并且可以减小FD复位噪声的影响。

参考图6B，像素PX7可以包括第一像素电路1000g、光电二极管3000g、电流镜电路2100g和放大电流处理电路2200g。第一像素电路1000g、光电二极管3000g和电流镜电路2100g的配置分别对应于上面参考图4A描述的第一像素电路1000b、光电二极管3000b和电流镜电路2100b的配置，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。放大电流处理电路2200g可以包括第一处理电路2210g和第二处理电路2220g。第一处理电路2210g可以对应于图6A的第一处理电路2210f，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。

图6B的第二处理电路2220g可以包括第一晶体管CT1、第二晶体管CT2、第二电容器C2、第三电容器C3和第三源极跟随器晶体管SF3。与图6A的第二处理电路2220f相比，第一晶体管CT1、第二晶体管CT2、第二电容器C2和第三电容器C3的布置结构可以与第二处理电路2220f的布置结构不同。图6B的第二处理电路2220g包括串联连接到第一处理电路2210g的输出端子的第一晶体管CT1，并且第一晶体管CT1的另一端可以连接到第二电容器C2和第三电容器C3。第二电容器C2的一端可以连接到第一晶体管CT1，并且第二电容器C2的另一端可以连接到地。第三电容器C3的一端可以连接到第一晶体管CT1，并且第三电容器C3的另一端可以连接到第二晶体管CT2的一端。第二晶体管CT2的一端可以连接到电源供应电压，并且第三电容器C3和第二晶体管CT2中的每一个的一端可以连接到第三源极跟随器晶体管SF3的栅极。根据实施例，复位电平可以存储在第二电容器C2中，并且图像信号电平可以存储在第三电容器C3中。

根据实施例，第二像素电路可以通过包括第二处理电路来去除由第一处理电路生成的复位噪声，该第二处理电路包括两（2）个或多个电容器。可以基于包括在第一处理电路中的复位晶体管的定时将复位电平和图像信号电平分别存储在两（2）个或多个电容器中。图6A和图6B所包括的第二像素电路可以各自通过包括第一处理电路所包括的第二源极跟随器晶体管SF2和第二处理电路所包括的第三源极跟随器晶体管SF3来执行滚动快门操作或全局快门操作。

图7A和图7B是根据实施例的像素的电路图。

图7A的像素PX8可以包括第一像素电路1000h、光电二极管3000h、电流镜电路2100h和放大电流处理电路2200h。第一像素电路1000h、光电二极管3000h和电流镜电路2100h的配置分别对应于上面参考图4A描述的第一像素电路1000b、光电二极管3000b和电流镜电路2100b的配置，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。放大电流处理电路2200h可以包括第二复位晶体管RX2、第一电容器C1、第一晶体管CT1、第二电容器C2、第二晶体管CT2、第三电容器C3和第二源极跟随器晶体管SF2。

与图5A的放大电流处理电路2200d相比，放大电流处理电路2200h包括连接到第一晶体管CT1的第二电容器C2和连接到第二晶体管CT2的第三电容器C3，并且因此，溢出电荷可以存储在第二电容器C2和第三电容器C3中。根据实施例，第二电容器C2和第三电容器C3中的至少一个可以是DRAM电容器。根据实施例，第二电容器C2和第三电容器C3可以是各自具有50毫微微法拉（fF）或更大的电容的电容器。

图7B的像素PX9可以包括第一像素电路1000i、光电二极管3000i、电流镜电路2100i和放大电流处理电路2200i。第一像素电路1000i、光电二极管3000i和电流镜电路2100i的配置分别对应于上面参考图4A描述的第一像素电路1000b、光电二极管3000b和电流镜电路2100b的配置，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。放大电流处理电路2200i可以包括第二复位晶体管RX2、第一转换增益控制晶体管CGX1、第二转换增益控制晶体管CGX2、第三转换增益控制晶体管CGX3、第四电容器C4、第二源极跟随器晶体管SF2和第二选择晶体管SX2。

第一浮置扩散节点FD1可以连接到第二复位晶体管RX2的一端。第一转换增益控制晶体管CGX1和第二转换增益控制晶体管CGX2可以串联连接到第一浮置扩散节点FD1。由像素PX9的光电二极管生成的电荷可以累积在第一浮置扩散节点FD1中，并且累积在第一浮置扩散节点FD1中的电荷可以被转换为电压。在这种情况下，累积在第一浮置扩散节点FD1中的电荷被转换为电压的比率可以被称为转换增益。转换增益可以根据浮置扩散节点FD1的电容而变化。可以通过控制导通和关断第一转换增益控制晶体管CGX1和第二转换增益控制晶体管CGX2来调节第一浮置扩散节点FD1的电容，并且因此，可以调节第二像素电路2000i的转换增益。也就是说，当浮置扩散节点FD1的电容增加时，转换增益可能降低，并且当浮置扩散节点FD1的电容减小时，转换增益可能增加。电荷被转换为电压的比率在浮置扩散节点FD1的电容减小的高转换增益模式下可能最高，并且在浮置扩散节点FD1的电容更高的低转换增益模式下可能最低。

第三转换增益控制晶体管CGX3可以连接到第一浮置扩散节点FD1。第四电容器C4可以连接到第三转换增益控制晶体管CGX3的一端。第四电容器C4可以是DRAM电容器。第三转换增益控制晶体管CGX3可以被导通以额外地将溢出电荷存储在第四电容器C4中。根据实施例，第四电容器C4可以是具有50fF或更大的电容的电容器。

参考图7A和图7B，第二像素电路可以作为HDR电路操作，该HDR电路可以通过具有包括DRAM电容器的配置来存储溢出电荷，并且因此，可以进一步增加动态范围。此外，第二像素电路可以通过连接到浮置扩散节点的多个转换增益控制晶体管来调节转换增益。根据实施例，第二像素电路可以通过设置与第一像素电路不同的EIT以调节溢出电荷和EIT来显著增加动态范围。

图8是示出根据实施例的像素的结构的框图。

参考图8，像素PX10可以包括光电二极管3000j、第一像素电路1000j、第二像素电路2000j和噪声去除电路4000j。在参考图8描述像素PX10时，光电二极管3000j、第一像素电路1000j和第二像素电路2000j分别对应于上面参考图3A至图7B描述的光电二极管、第一像素电路和第二像素电路，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。

根据实施例，使用空穴的第二像素电路2000j可能生成噪声，并且当噪声影响接地电平时，第一像素电路的信噪比（SNR）可能由此受到影响。参考图8，噪声去除电路4000j可以连接在光电二极管3000j与第二像素电路2000j之间。噪声去除电路4000j可以连接在光电二极管3000j的阳极与第二像素电路2000j之间。噪声去除电路4000j可以包括多个晶体管，并且可以通过控制导通和关断多个晶体管来去除由第二像素电路2000j引起的噪声。

图9是根据一个实施例的像素的电路图。

参考图9，像素PX11可以包括第一像素电路1000k、电流镜电路2100k、光电二极管3000k和噪声去除电路4000k。根据实施例，第一像素电路1000k、电流镜电路2100k和光电二极管3000k的描述可以分别对应于上面参考图3A至图7B给出的第一像素电路、电流镜电路和光电二极管的描述，并且因此，为了简洁起见，可以省略其重复描述。

噪声去除电路4000k可以包括第一晶体管NRB和第二晶体管NR。根据实施例，第一晶体管NRB可以连接在光电二极管3000k的阳极与电流镜电路2100k之间。第二晶体管NR可以连接在光电二极管3000k的阳极与地之间。根据实施例，第一晶体管NRB和第二晶体管NR可以彼此并联连接。噪声去除电路4000k可以被配置为通过使用第一晶体管NRB和第二晶体管NR将电流镜电路2100k连接到光电二极管3000k和/或从光电二极管3000k断开。根据实施例，噪声去除电路4000k的第一晶体管NRB可以控制光电二极管3000k的p型区域与电流镜电路2100k之间的连接，并且第二晶体管NR可以控制光电二极管3000k的p型区域与地或特定电压之间的连接。

当第一晶体管NRB被导通并且第二晶体管NR被关断时，光电二极管3000k可以连接到电流镜电路2100k。在这种情况下，由光电二极管3000k生成的空穴可以被转移到电流镜电路2100k。当第一晶体管NRB被关断并且第二晶体管NR被导通时，光电二极管3000k可以连接到地，并且因此，由光电二极管3000k生成的空穴可以流向地，并且因此，空穴电流可以被导出。以这种方式，通过控制导通和关断第一晶体管NRB和第二晶体管NR，可以控制电流镜电路2100k到光电二极管3000k的连接。

图10是示出根据实施例的包括在图9的噪声去除电路中的晶体管的导通定时的定时图。

图10示出施加到图9的选择晶体管SX的选择控制信号SEL、施加到图9的复位晶体管RX的复位控制信号RG、施加到图9的转移晶体管TX的转移控制信号TG、施加到图9的第一晶体管NRB的第一控制信号NRBS、以及施加到图9的第二晶体管NR的第二控制信号NRS的定时图。

图10示出了包括在帧FRM中的若干时段。帧FRM可以包括多个行中的每一行的复位时间段RST、曝光时间段IT、读出时间段R0和非积分时间段NIT。复位时间段RST可以对应于时间点t1与时间点t3之间的间隔，曝光时间段IT可以对应于时间点t3与时间点t4之间的间隔，读出时间段R0可以对应于时间点t4与时间点t6之间的间隔，并且非积分时间段NIT可以对应于时间点t6与时间点t7之间的间隔。

可以在对应于时间点t1与时间点t3之间的间隔的复位时间段RST期间复位像素。在时间点t2，可以导通包括在像素中的转移晶体管TX，以将在非积分时间段NIT期间由光电二极管生成的电荷转移到浮置扩散节点，并且因此，可以去除电荷。在复位时间段RST期间，施加到复位晶体管RX的复位控制信号RG可以保持第二电平，使得像素的转移晶体管TX在复位电压施加到浮置扩散节点的状态下被导通，并且因此，浮置扩散节点和像素可以一起复位。

在对应于时间点t3与时间点t4之间的间隔的曝光时间段IT期间，可以在像素中提供的光电二极管中生成并累积根据光学信号的电荷。在对应于时间点t4与时间点t6之间的间隔的读出时间段R0期间，可以读出像素信号。在时间点t5，包括在像素中的转移晶体管TX被导通，并且因此，在曝光时间段IT期间在光电二极管中累积的电荷被转移到浮置扩散节点，并且可以通过列线输出与转移的电荷对应的像素电压。在时间点t5之前的读出时间段R0期间，可以执行与复位电压对应的信号的采样（复位采样），并且在时间点t5之后的读出时间段R0期间，可以执行与图像电压对应的信号的采样（信号采样）。在作为读出时间段R0的开始时间点的时间点t4，施加到选择晶体管SX的选择控制信号SEL可以从第一电平切换到第二电平，并且施加到复位晶体管RX的复位控制信号RG可以从第二电平切换到第一电平。在作为读出时间段R0的结束时间点的时间点t6，施加到选择晶体管SX的选择控制信号SEL可以从第二电平切换到第一电平，并且施加到复位晶体管RX的复位控制信号RG可以从第一电平切换到第二电平。在实施例中，第一电平可以是低电平，并且第二电平可以是高电平。

根据实施例，施加到第二晶体管NR的第二控制信号NRS可以在复位时间段RST、曝光时间段IT和非积分时间段NIT期间保持第一电平，并且施加到第二晶体管NR的第二控制信号NRS可以在读出时间段R0期间保持第二电平。根据实施例，施加到第一晶体管NRB的第一控制信号NRBS可以在复位时间段RST、曝光时间段IT和非积分时间段NIT期间保持第二电平，并且施加到第一晶体管NRB的第一控制信号NRBS可以在读出时间段R0期间保持第一电平。根据实施例，在作为读出时间段R0的开始时间点的时间点t4处，第二控制信号NRS可以从第一电平切换到第二电平，并且第一控制信号NRBS可以从第二电平切换到第一电平。根据实施例，在作为读出时间段R0的结束时间点的时间点t6处，第二控制信号NRS可以从第二电平切换到第一电平，并且第一控制信号NRBS可以从第一电平切换到第二电平。根据实施例，第一晶体管NRB可以与第二晶体管NR互补。当第一晶体管NRB被导通时，第二晶体管NR可以被关断，并且当第一晶体管NRB被关断时，第二晶体管NR可以被导通。

根据实施例，施加到第一晶体管NRB的第一控制信号NRBS可以在CDS采样时间段ST之前从第二电平切换到第一电平，并且可以在CDS采样时间段ST之后从第一电平切换到第二电平。根据实施例，施加到第二晶体管NR的第二控制信号NRS可以在CDS采样时间段ST之前从第一电平切换到第二电平，并且可以在CDS采样时间段ST之后从第二电平切换到第一电平。CDS采样时间段ST可以被包括在读出时间段R0中。

也就是说，在读出时间段R0期间，第一晶体管NRB被关断，并且第二晶体管NR被导通，并且因此，可以连接到电流镜电路2100k的路径可以在读出时间段R0期间被阻断，并且可以由电流镜电路2100k生成的噪声可以在读出时间段R0期间被阻断。根据实施例，读出时间段R0可以是最易受噪声影响的时间段，并且因此，根据本公开，可以控制施加到包括在噪声去除电路4000k中的晶体管的信号以去除噪声。

图11和图12是示出根据实施例的包括在噪声去除电路中的晶体管的导通定时的定时图。在描述图11和图12时，为了简洁起见，可以省略与图10的重复描述。

参考图11，在对应于时间点t1与时间点t3之间的间隔的复位时间段RST期间，施加到第二晶体管NR的第二控制信号NRS可以保持第二电平，并且施加至第一晶体管NRB的第一控制信号NRBS可以保持第一电平。根据实施例，在作为复位时间段RST的开始时间点的时间点t1处，第二控制信号NRS可以从第一电平切换到第二电平，并且第一控制信号NRBS可以从第二电平切换到第一电平。根据实施例，在作为复位时间段RST的结束时间点的时间点t3处，第二控制信号NRS可以从第二电平切换到第一电平，并且第一控制信号NRBS可以从第一电平切换到第二电平。

参考图11的实施例，通过在对应于时间点t1与时间点t3之间的间隔的复位时间段RST期间导通第二晶体管NR并且关断第一晶体管NRB，即使是在复位操作时段期间，像素也可以不受可能由电流镜电路2100k生成的噪声的影响。

尽管图10至图12示出了在整个复位时间段RST和/或整个读出时间段R0期间第二晶体管NR被导通并且第一晶体管NRB被关断的实施例，但是本公开不限于此，并且在与复位时间段RST的整个时间段和/或读出时间段R0的整个时间段的90%或更多对应的时间段期间，第二晶体管NR可以被导通并且第一晶体管NRB可以被关断。根据实施例，在复位时间段RST的一部分和/或读出时间段R0的一部分期间，第二晶体管NR可以被关断并且第一晶体管NRB可以被导通。根据实施例，在复位时间段RST中，在施加到转移晶体管TX的转移控制信号TG从第一电平切换到第二电平的时间点（例如，时间点t2）之前，第一控制信号NRBS可以从第二电平切换到第一电平并且第二控制信号NRS可以从第一电平切换到第二电平，并且在施加到转移晶体管TX的转移控制信号TG从第二电平切换到第一电平的时间点之后，第一控制信号NRBS可以从第一电平切换到第二电平并且第二控制信号NRS可以从第二电平切换到第一电平。

参考图12的实施例，第一控制信号NRBS可以在曝光时间段IT和非积分时间段NIT的一部分期间保持第一电平，并且第二控制信号NRS可以在曝光时间段IT和非积分时间段NIT的一部分期间保持第二电平。根据实施例，在对应于光电二极管的读出时间之前和之后的时段的曝光时间段IT和非积分时间段NIT的一部分期间，第二晶体管NR可以被导通并且第一晶体管NRB可以被关断。通过此，存在间歇地去除可能在除了复位时间段RST和读出时间段R0的时间段中发生的噪声的效果。

在图10至图12的定时图的描述中，定时图中描述的多个控制信号SEL、RG、TG、NRS和NRBS可以由图1的行驱动器120生成，并且定时图中描述的多个控制信号SEL、RG、TG、NRS和NRBS的定时控制可以由图1的定时控制器150控制。

如上所述，在附图和本公开中公开了实施例。在本公开中，通过使用某些术语来描述实施例，但这仅用于描述本公开的目的，而不是用于限制权利要求中描述的本公开的含义或范围。因此，本领域技术人员应理解，可以从中导出各种修改和其他等同实施例。因此，本公开的技术保护范围应由所附权利要求的技术思想确定。

虽然已经参考本公开的实施例具体示出和描述了本公开，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种像素，包括：

第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；

光电转换元件，其具有与所述第一像素电路耦接的第一端；以及

第二像素电路，其与所述光电转换元件的第二端耦接，

其中，所述第二像素电路包括：

电流镜电路，被配置为放大从所述光电转换元件的所述第二端输出的输出电流；以及

放大电流处理电路，被配置为基于所述放大的输出电流输出第二像素信号。

2.根据权利要求1所述的像素，其中，所述电流镜电路包括多个级。

3.根据权利要求1所述的像素，其中，所述放大电流处理电路包括与所述电流镜电路的第一端耦接的复位晶体管。

4.根据权利要求3所述的像素，其中，所述放大电流处理电路还包括：

源极跟随器晶体管，其具有与所述电流镜电路的所述第一端耦接的栅极；以及

电容器，其与所述电流镜电路的所述第一端耦接。

5.根据权利要求1所述的像素，其中，所述放大电流处理电路包括与所述电流镜电路的第二端耦接的复位晶体管。

6.根据权利要求5所述的像素，其中，所述放大电流处理电路还包括：

源极跟随器晶体管，其具有与所述电流镜电路的第一端耦接的栅极；以及

电容器，其与所述电流镜电路的所述第一端耦接。

7.根据权利要求1所述的像素，其中，所述第一像素电路与所述光电转换元件的阴极耦接，以及

其中，所述第二像素电路与所述光电转换元件的阳极耦接。

8.根据权利要求1所述的像素，

其中，所述放大电流处理电路包括：

第一处理电路，其包括复位晶体管；以及

第二处理电路，其包括至少两个电容器并且被配置为去除复位噪声。

9.根据权利要求8所述的像素，其中，所述复位晶体管与所述电流镜电路的第一端和所述电流镜电路的第二端中的至少一者耦接，以及

其中，所述第一处理电路还包括：

第一源极跟随器晶体管，其具有与所述电流镜电路的所述第一端耦接的栅极；以及

第一电容器，其与所述电流镜电路的所述第一端耦接。

10.根据权利要求8所述的像素，其中，所述第二处理电路还包括：

第二电容器，其与所述第一处理电路的输出端子耦接；以及

第三电容器，其与所述第一处理电路的所述输出端子耦接，以及

其中，所述第二电容器与所述第三电容器并联耦接。

11.根据权利要求10所述的像素，其中，所述第二电容器被配置为存储复位电平，以及

其中，所述第三电容器被配置为存储信号电平。

12.根据权利要求10所述的像素，其中，所述第二处理电路还包括：

第二源极跟随器晶体管，其具有与所述第一处理电路的所述输出端子耦接的栅极；以及

至少两个转移晶体管，被配置为分别控制施加到所述第二电容器和所述第三电容器的电流。

13.根据权利要求8所述的像素，其中，所述第一像素电路与所述光电转换元件的阴极耦接，以及

其中，所述第二像素电路与所述光电转换元件的阳极耦接。

14.根据权利要求1所述的像素，

其中，所述放大电流处理电路包括动态随机存取存储器（DRAM）电容器。

15.根据权利要求14所述的像素，其中，所述放大电流处理电路还包括：

复位晶体管，其与所述电流镜电路的第一端耦接；以及

源极跟随器晶体管，其具有与所述电流镜电路的所述第一端耦接的栅极。

16.根据权利要求14所述的像素，其中，所述放大电流处理电路还包括：

多个转换增益控制晶体管，被配置为控制所述放大电流处理电路的浮置扩散节点的转换增益。

17.根据权利要求14所述的像素，其中，所述DRAM电容器具有大于或等于50毫微微法拉（fF）的电容。

18.根据权利要求14所述的像素，其中，所述第一像素电路与所述光电转换元件的阴极耦接，以及

其中，所述第二像素电路与所述光电转换元件的阳极耦接。

19.一种像素，包括：

第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；

光电转换元件，其具有与所述第一像素电路耦接的第一端；以及

第二像素电路，包括：

电流镜电路，被配置为放大从所述光电转换元件的第二端输出的输出电流；

第一处理电路，其包括与所述电流镜电路耦接的复位晶体管；以及

第二处理电路，其包括与所述第一处理电路的输出端子耦接的多个电容器和被配置为分别控制施加到所述多个电容器的电流的多个转移晶体管，

其中，所述第二像素电路被配置为基于所述放大的输出电流输出第二像素信号。

20.一种像素，包括：

第一像素电路，其包括至少一个转移晶体管并且被配置为输出第一像素信号；

光电转换元件，其具有与所述第一像素电路耦接的第一端；以及

第二像素电路，其与所述光电转换元件的第二端耦接，

其中，所述第二像素电路包括：

电流镜电路，被配置为放大从所述光电转换元件的所述第二端输出的输出电流；以及

放大电流处理电路，其包括动态随机存取存储器（DRAM）电容器和多个转换增益控制晶体管，所述多个转换增益控制晶体管被配置为控制所述放大电流处理电路的浮置扩散节点的转换增益，

其中，所述第二像素电路被配置为基于所述放大的输出电流输出第二像素信号。