[go: up one dir, main page]

TWI909151B - 用於在局域斜坡緩衝器電路中之斜坡穩定輔助電路的校準電路 - Google Patents

用於在局域斜坡緩衝器電路中之斜坡穩定輔助電路的校準電路

Info

Publication number
TWI909151B
TWI909151B TW112112148A TW112112148A TWI909151B TW I909151 B TWI909151 B TW I909151B TW 112112148 A TW112112148 A TW 112112148A TW 112112148 A TW112112148 A TW 112112148A TW I909151 B TWI909151 B TW I909151B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
current
auxiliary
coupled
bias
circuit
Prior art date
Application number
TW112112148A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202348023A (zh
Inventor
海老原弘知
田貞富
彼得 巴特科夫賈克
櫻井賢
Original Assignee
美商豪威科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US17/659,045 external-priority patent/US11968468B2/en
Application filed by 美商豪威科技股份有限公司 filed Critical 美商豪威科技股份有限公司
Publication of TW202348023A publication Critical patent/TW202348023A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI909151B publication Critical patent/TWI909151B/zh

Links

Abstract

一種斜坡緩衝器電路包含具有經耦合以接收一斜坡信號之一輸入的一斜坡緩衝器輸入裝置。一電流監測器電路耦合至一電源線及該斜坡緩衝器輸入裝置以回應於傳導穿過該斜坡緩衝器輸入裝置之一輸入電流而產生一電流監測信號。一拐角偏壓電路耦合至該電流監測器電路以回應於該電流監測信號而產生一輔助偏壓電壓。一偏壓電流源耦合至該斜坡緩衝器輸入裝置之一輸出。一輔助電流源耦合至該拐角偏壓電路且耦合於該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出與接地之間以回應於該輔助偏壓電壓而將一輔助電流自該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出傳導至接地。

Description

用於在局域斜坡緩衝器電路中之斜坡穩定輔助電路的校準電路
本揭露一般而言係關於影像感測器，且特定而言(但非排他性地)係關於一影像感測器中之一斜坡產生器。
影像感測器已變得無所不在且現在廣泛地用於數位相機、蜂巢式電話、安全相機中以及醫療、汽車及其他應用中。隨著影像感測器整合至一更寬廣範圍之電子裝置中，透過裝置架構設計以及影像獲取處理兩者以儘可能多之方式來增強影像感測器之功能性、效能度量及諸如此類(例如，解析度、功率消耗、動態範圍等)係合意的。用於製造影像感測器之技術一直繼續快速地發展。舉例而言，對較高解析度及較低功率消耗之需求已促進了此等裝置之進一步小型化及整合。
一典型的互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器回應於來自一外部場景之影像光入射於該影像感測器上而操作。該影像感測器包含具有光敏元件(例如，光電二極體)之一像素陣列，該等光敏元件吸收入射影像光之一部分並在吸收影像光後即刻產生影像電荷。由像素光生之影像電荷可作為行位元線上隨入射影像光而變之類比輸出影像信號來量測。換言之，所產生之影像電荷量與影像光之強度成比例，該等影像電荷作為類比信號自行位元線讀出且被轉換成數位值以產生表示外部場景之數位影像(亦即，影像資料)。
在CMOS影像感測器(CIS)中通常使用類比轉數位轉換器(ADC)以透過影像感測器將電荷轉換成電荷之一數位表示。ADC基於一影像電荷信號與一參考電壓信號之一比較而產生電荷之數位表示。習用地，該參考電壓信號可為由一斜坡產生器提供之一斜坡信號，且習用地，該比較可由一比較器執行，該比較器提供可與一計數器一起使用以產生影像電荷之數位表示之一輸出。
應瞭解，由斜坡產生器產生並由比較器接收之斜坡信號之斜坡穩定時間或延遲可限制影像感測器之最大圖框速率。因此，減少由比較器接收之斜坡信號之斜坡穩定時間可提高最大圖框速率且因此提高影像感測器之效能。
本文中闡述針對一成像系統之實例，該成像系統具有用以對包含在一讀出電路中之局域斜坡緩衝器電路中所包含之斜坡穩定輔助電路進行校準之一電路。在以下說明中，陳述眾多特定細節以提供對實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識到，本文中所闡述之技術可在不具有特定細節中之一或多者之情況下實踐或者可藉助其他方法、組件、材料等來實踐。在其他例項中，未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作以避免使特定態樣模糊。
在本說明書通篇中對「一項實例」或「一項實施例」之提及意指結合該實例所闡述之一特定特徵、結構或特性包含在本發明之至少一項實例中。因此，在本說明書通篇之各個位置中，片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」之出現未必全部指代同一實例。此外，在一或多項實例中可以任何適合方式組合該特定特徵、結構或特性。
為便於說明，本文中可使用諸如「底下」、「下面」、「上方」、「下方」、「上面」、「上部」、「頂部」、「底部」、「左」、「右」、「中心」、「中間」及諸如此類的空間相對術語來闡述如各圖中所圖解說明之一個元件或特徵相對於另一(些)元件或特徵之關係。將理解，除了圖中繪示之定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作時之不同定向。舉例而言，若將各圖中之裝置旋轉或翻轉，則闡述為在其他元件或特徵「下面」或「底下」或者「下方」之元件將然後定向為「在」其他元件或特徵「上面」。因此，例示性術語「下面」及「下方」可涵蓋上面及下面之一定向兩者。裝置可按其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)且可相應地解釋本文中所使用之空間相對描述符。另外，亦將理解，當一元件被稱為「在」兩個其他元件「之間」時，該元件可為該兩個其他元件之間的唯一元件或者亦可存在一或多個介入元件。
貫穿本說明書，使用數個術語。此等術語將呈現其在其所屬領域中之普通含義，除非本文中另外具體定義或其使用之內容脈絡將另外清晰地暗示。應注意，在本文件通篇中，元件名稱及符號可互換使用(例如，Si與矽)；然而，其兩者具有相同含義。
如將論述，闡述一成像系統之各種實例，該成像系統包含用以對一讀出電路中之一類比轉數位轉換器中之一局域斜坡緩衝器電路中所包含之一低功率斜坡穩定輔助電路進行校準之一電路。在各種實例中，一斜坡產生器經組態以產生一系統層級斜坡信號，該系統層級斜坡信號經耦合以由讀出電路中所包含之類比轉數位轉換器接收。每一類比轉換器包含一比較器，該比較器經耦合以自一行位元線接收類比影像資料且透過一局域斜坡緩衝器電路接收斜坡信號。在實例中，一低功率斜坡穩定輔助電路包含一輔助電流源，該輔助電流源包含在每一局域斜坡緩衝器中且耦合於局域斜坡緩衝器電路之輸出與接地之間。在實例中，低功率斜坡穩定輔助電路提供自局域斜坡緩衝器電路之輸出至接地之一輔助電流，該輔助電流在輸出局域斜坡緩衝器電路之一斜坡事件或一斜坡相位期間被開通。出於本揭露之目的，應瞭解，輸出斜坡信號之一斜坡事件係期間斜坡信號連續減小之時間。根據本發明之教示，耦合至局域斜坡緩衝器電路之輸出之輸出電容器由輔助電流放電，此因此減少因局域斜坡緩衝器電路之輸出之負載導致之斜坡信號之一斜坡穩定時間，此因此改良最大圖框速率及影像感測器效能。另外，亦包含用以校準低功率斜坡穩定輔助電路之一電路。在各種實例中，包含一電流監測器以監測穿過局域斜坡緩衝器電路之一斜坡緩衝器輸入裝置之一輸入電流。根據本發明之教示，拐角偏壓電路之各種實例耦合至電流監測器電路以產生一輔助偏壓電壓，該輔助偏壓電壓用以控制局域斜坡緩衝器電路中之低功率斜坡穩定輔助電路。
為了圖解說明，圖 1展示根據本發明之教示之包含一讀出電路之一成像系統100之一項實例，該讀出電路包含讀出電路中之一類比轉數位轉換器中之一局域斜坡緩衝器電路中所包含之一低功率斜坡穩定輔助電路。在各種實例中，用以校準一局域斜坡緩衝器電路中所包含之低功率斜坡穩定輔助電路之一電路包含於讀出電路中。如所圖解說明實例中所展示，成像系統100包含一像素陣列102、一控制電路110、一讀出電路106及功能邏輯108。在一項實例中，像素陣列102係包含複數個像素電路104 (例如，P1、P2、…、Pn)之一個二維(2D)陣列，該複數個像素電路佈置成若干列(例如，R1至Ry)及若干行(例如，C1至Cx)以獲取一人、地點、物體等之影像資料，該影像資料可然後用於再現一人、地點、物體等之一影像。
在各種實例中，每一像素電路104可包含經組態以回應於入射光而光生影像電荷之一或多個光電二極體。在每一光電二極體中產生之影像電荷被轉移至每一像素電路104中所包含之一浮動擴散部，該浮動擴散部被轉換成一影像信號且然後由讀出電路106透過行位元線112自每一像素電路104讀出。在各種實例中，讀出電路106可沿著讀出行位元線112 (所圖解說明)一次讀出一列影像資料或可使用多種其他技術(未圖解說明)來讀出影像資料，諸如一串列讀出或同時一全並列讀出所有像素電路104。
在各種實例中，讀出電路106可包含放大電路系統、一類比轉數位轉換器(ADC)或其他。在所繪示實例中，ADC 118包含經耦合以透過行位元線112自像素陣列102接收影像信號之一比較器電路116。在一項實例中，比較器電路116可包含經耦合以透過位元線112接收影像信號之複數個比較器。在實例中，比較器電路116中所包含之比較器中之每一者亦經耦合以自一斜坡產生器114接收一斜坡信號140，如所展示。在各種實例中，比較器中之每一者經耦合以透過一局域斜坡緩衝器電路接收斜坡信號140。比較器電路116中所包含之每一比較器可用於基於斜坡信號140與透過位元線112接收之影像信號電壓位準之一比較而使用一計數器來判定影像信號之一數位表示。如將論述，在各種實例中，每一局域斜坡緩衝器電路包含一低功率斜坡穩定輔助電路，該低功率斜坡穩定輔助電路減少斜坡信號140之斜坡穩定時間或延遲，以增加最大圖框速率且因此改良成像系統100之效能。根據本發明之教示，讀出電路106中亦包含用以校準每一局域斜坡緩衝器電路中所包含之低功率斜坡穩定電路之一電路。
在實例中，由ADC 118產生之數位影像資料值可然後由功能邏輯108接收。功能邏輯108可僅儲存數位影像資料或甚至透過應用後影像效果(例如，裁剪、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)而操縱數位影像資料。
在一項實例中，控制電路104耦合至像素陣列102以控制像素陣列102中之複數個光電二極體之操作。舉例而言，控制電路104可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一項實例中，該快門信號係一全域快門信號，其用於同時啟用像素陣列102內之所有像素電路104以在單個獲取窗期間同時擷取其各別影像資料。在另一實例中，該快門信號係一滾動快門信號，使得在相繼的獲取窗期間順序地啟用像素之每一列、每一行或每一群組。在另一實例中，影像獲取與諸如一閃光燈等照明效果同步。
在一項實例中，成像系統100可包含在一數位相機、行動電話、膝上型電腦或諸如此類中。另外，成像系統100可耦合至其他硬體，諸如一處理器(一般用途或其他)、記憶體元件、輸出(USB埠、無線傳輸器、HDMI埠等)、照明器件/閃光燈、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、追蹤墊、滑鼠、麥克風等)及/或顯示器。其他件硬體可將指令遞送至成像系統100、自成像系統100提取影像資料或操縱由成像系統100供應之影像資料。
為了圖解說明，圖 2展示經耦合以透過各別位元線212自像素陣列202接收類比影像資料之複數個類比轉數位轉換器(ADC) 218。應瞭解，圖 2中所圖解說明之ADC 218中之每一者實質上彼此類似，且為了簡潔起見圖 2中僅標示了ADC 218中之一者。如所繪示實例中所展示，一斜坡產生器214經組態以產生一系統層級斜坡信號VRAMP 220。每一ADC 218包含一比較器216，該比較器具有經耦合以透過位元線212自像素陣列202接收類比影像資料之一第一輸入(例如，反相輸入)及經耦合以透過一局域斜坡緩衝器電路222接收斜坡信號VRAMP 220之一第二輸入。在操作中，每一比較器經組態以在由比較器216透過局域斜坡緩衝器電路222接收之斜坡信號VRAMP 220之電壓達到或等於自位元線212接收之類比影像資料之電壓時翻轉。一計數器220耦合至比較器216之輸出以在比較器216回應於透過局域斜坡緩衝器電路222接收之斜坡信號VRAMP 220與自位元線212接收之類比影像資料之電壓之一比較而翻轉時提供自位元線212接收之類比影像資料之電壓之一數位表示。
圖 3A展示根據本發明之教示之包含一斜坡穩定輔助電路之一局域斜坡緩衝器電路之一示意圖之一項實例。應瞭解，圖 3A中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路可為圖 2中所圖解說明之一實例局域斜坡緩衝器電路，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。
如圖3A中所繪示之實例中所展示，一斜坡緩衝器電路322包含具有經耦合以接收一斜坡信號VRAMP 320之一輸入之一輸入裝置390。在所繪示實例中，輸入裝置390圖解說明為一NMOS電晶體，該NMOS電晶體具有耦合至一電流監測器電路323之一汲極、經耦合以接收斜坡信號VRAMP 320之一閘極及被組態為輸入裝置390之輸出之一源極。一偏壓電流源392耦合至輸入裝置390之輸出，使得輸入裝置390及偏壓電流源392耦合於電流監測器電路323與接地之間。在操作中，一輸入電流IIN 307係輸入裝置390之經組態以傳導穿過輸入裝置390之汲極-源極電流，且一偏壓電流IB 301經組態以傳導穿過偏壓電流源392。
在所繪示實例中，一輸出電容器CO 398或負載電容器耦合於輸入裝置390之輸出與接地之間。一輔助電流源394亦耦合於輸入裝置390之輸出與接地之間。如將論述，在各種實例中，輔助電流源394係一可變電流源，該可變電流源回應於一輔助偏壓電壓VBASSIST 329而被修整且經組態以僅在於斜坡信號VRAMP 320中產生之一斜坡事件期間將一輔助電流IASSIST 309自輸入裝置390之輸出傳導至接地。在所圖解說明之實例中，一輔助電流開關396耦合至輔助電流源394，使得輔助電流開關396及輔助電流源394耦合於輸入裝置390之輸出與接地之間。在各種實例中，輔助電流開關396經組態以僅在於斜坡信號VRAMP 320中產生之一斜坡事件期間接通，使得輔助電流源394經組態以僅在於斜坡信號VRAMP 320中產生之斜坡事件期間啟動以將輔助電流IASSIST 309自輸入裝置390之輸出傳導至接地。在各種實例中，輔助電流源394在於斜坡信號VRAMP 320中產生之斜坡事件期間傳導之輔助電流IASSIST 309實質上等於耦合至輸入裝置390之輸出之輸出電容器CO 398在於斜坡信號VRAMP 320中產生之斜坡事件期間之一充電電流。
在各種實例中，當一斜坡事件未發生在斜坡信號VRAMP 320中(例如，發生在一斜坡事件之前或在斜坡信號VRAMP 320之一非斜坡事件期間)時，輔助電流開關396可經關斷以撤銷啟動輔助電流源394。因此，在斜坡信號VRAMP 320之一非斜坡事件期間，輔助電流開關396被關斷且輔助電流IASSIST 309為零。在此時間，亦瞭解，輸出電容器CO 398不被充電或放電且輸入電流IIN 307實質上等於偏壓電流IB 301。
在各種實例中，當一斜坡事件發生在斜坡信號VRAMP 320中時，輔助電流開關396可經接通以啟動輔助電流源394。因此，當啟動輔助電流源394時，透過輔助電流源394將輔助電流IASSIST 309自輸入裝置390之輸出傳導至接地。在所繪示實例中，在斜坡信號VRAMP 320中之一斜坡事件期間，在輸入裝置390之輸出處及跨越輸出電容器CO 398之輸出電壓VO 303遵循斜坡信號VRAMP 320且因此相對於時間連續降低。因此，根據以下方程式利用一充電電流311對輸出電容器CO 398進行充電：
在各種實例中，在斜坡事件期間，由輔助電流源394提供之輔助電流IASSIST 309之量值實質上等於輸出電容器CO 398之充電電流311。因此，亦可根據以下方程式判定輔助電流IASSIST 309：   
因此，在斜坡事件期間，偏壓電流源392之偏壓電流IB 301不需要為輸出電容器CO 398提供任何充電電流311。因此，根據本發明之教示，在斜坡事件期間以及在斜坡事件之前，輸入裝置390之輸入電流IIN 307保持實質上等於偏壓電流IB 301。以此方式，根據本發明之教示，輸入裝置390之輸入電流IIN 307在斜坡事件之前、期間及之後保持實質上恆定且不發生改變，並且不相依於斜坡信號VRAMP 320之信號斜率或輸出電容器398之負載電容。
在各種實例中，電流監測器電路323經組態以回應於經組態以自一電源線傳導穿過輸入裝置390之輸入電流IIN 307而產生一電流監測信號VBMON 325。如所繪示實例中所展示，作為回應，一拐角偏壓電路327經耦合以自電流監測器電路323接收電流監測信號VBMON 325來產生輔助偏壓電壓VBASSIST 329。輔助電流源394耦合至拐角偏壓電路327以接收輔助偏壓電壓VBASSIST 329。在操作中，根據本發明之教示，輔助電流IASSIST 309由輔助電流源394回應於輔助偏壓電壓VBASSIST 329而產生。
圖 3B係圖解說明具有一斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路中之信號之一時序圖，該斜坡穩定輔助電路在一斜坡信號中之一斜坡事件期間不被啟動。應瞭解，圖 3B之時序圖中所圖解說明之信號可為在未啟動輔助電流源394之情況下存在於圖 3A中所繪示之局域斜坡緩衝器電路中之信號之實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。特定而言，所繪示實例展示斜坡信號VRAMP 320、輸出電壓信號VO 303、輸入電流IIN 307及輔助電流IASSIST 309。
如圖 3B中繪示之實例中所展示，斜坡電壓信號VRAMP 320及輸出電壓VO 303在斜坡事件之前之時間T0皆為恆定的，該斜坡事件發生在時間T1。在時間T1之前之此非斜坡事件時間週期期間，由於輔助電流源394被撤銷啟動，因此輸入電流IIN 307等於偏壓電流IB且輔助電流IASSIST 309等於零。
在時間T1，斜坡事件發生在斜坡信號VRAMP 320中，此可透過時間T1之後斜坡信號VRAMP 320之電壓斜降並連續降低來看出。輸出電壓VO 303遵循斜坡信號VRAMP 320且因此在時間T1之後亦開始斜降並連續降低，此致使輸出電容器CO 398被具有一-(dVO/dt) *CO量值之一充電電流311充電。出於解釋目的，圖 3B中所繪示之實例展示當在時間T1斜坡事件發生在斜坡信號VRAMP 320中時，輔助電流源394保持被撤銷啟動。因此，輔助電流IASSIST 309在時間T1保持為零。由於輔助電流IASSIST 309在時間T1保持為零，因此-(dVO/dt) *CO充電電流311由偏壓電流源392提供。因此，在時間T1之後且在斜坡信號VRAMP 320中之斜坡事件期間，透過輸入裝置390之輸入電流IIN 307降低達-(dVO/dt)*CO充電電流311，如圖 3B中之時間T2處所展示。隨著在時間T1穿過輸入裝置390之輸入電流IIN 307降低，在輸出電壓VO 303中發生一斜坡穩定時間延遲以便對輸出電容器CO 398進行充電，此導致輸出電壓VO 303中之非理想斜坡信號386而不導致理想斜坡信號384。
圖 3C係圖解說明根據本發明之教示之具有一斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路中之信號之一時序圖，該斜坡穩定輔助電路在一斜坡信號中之一斜坡事件期間被啟動。應瞭解，圖 3C之時序圖中所圖解說明之信號可為存在於圖 3A中所繪示之局域斜坡緩衝器電路中之信號之實例。進一步瞭解，除了輔助電流源394在時間T1被啟動外，圖 3C之時序圖中所圖解說明之信號與圖 3B中所展示之時序圖中所圖解說明之信號相同。因此，應瞭解，上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。特定而言，所繪示實例展示斜坡信號VRAMP 320、輸出電壓信號VO 303、輸入電流IIN 307及輔助電流IASSIST 309。
如圖 3C中繪示之實例中所展示，斜坡電壓信號VRAMP 320及輸出電壓VO 303在斜坡事件之前之時間T0皆為恆定的，該斜坡事件發生在時間T1。在時間T1之前之此非斜坡事件時間週期期間，由於輔助電流源394被撤銷啟動，因此輸入電流IIN 307等於偏壓電流IB且輔助電流IASSIST 309等於零。
在時間T1，斜坡事件發生在斜坡信號VRAMP 320中，此可透過時間T1之後斜坡信號VRAMP 320之電壓斜降並連續降低來看出。輸出電壓VO 303遵循斜坡信號VRAMP 320且因此在時間T1之後亦開始斜降並連續降低，此致使輸出電容器CO 398被具有一-(dVO/dt) *CO量值之一充電電流311充電。
在圖 3C中所繪示之實例中，當在時間T1斜坡事件發生在斜坡信號VRAMP 320中時，輔助電流源394在時間T1被啟動。因此，輔助電流IASSIST 309自零轉變為實質上等於輸出電容器CO 398之-(dVO/dt) *CO充電電流311之一量值。因此，在時間T1之後且在斜坡信號VRAMP 320中之斜坡事件期間，輸入電流IIN 307保持實質上不改變，如圖 3C中之時間T2處所展示。在所繪示實例中，在輸入電流IIN 307中圖解說明一較小誤差331，此與圖 3B中所繪示之實例相比係一顯著的改良。因此，在如較小誤差331所展示僅具有輸入電流IIN 307之較小降低之情況下，僅在輸出電壓VO 303中發生一較小斜坡穩定時間延遲，以便對輸出電容器CO 398進行充電，此與圖 3C中所繪示之實例中之輸出電壓VO 303中之理想斜坡信號384相比產生經顯著改良的非理想斜坡信號386。
圖 4展示根據本發明之教示之包含一實例性斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路之一示意圖。應瞭解，圖 4中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路可為圖 3A中所圖解說明之一實例性局域斜坡緩衝器電路或圖 2中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路之一實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。
圖 4中所繪示之實例展示耦合在一斜坡緩衝器電路422之一電源線488 (例如，AVDD)與一輸入裝置490之間的一電流監測器電路423。在所繪示實例中，電流監測器電路423經組態以回應於被傳導穿過輸入裝置490之一輸入電流IIN 407而產生一電流監測信號VBMON 425。如圖 4中繪示之實例中所展示，將電流監測器電路423圖解說明為一PMOS電晶體，該PMOS電晶體具有耦合至電源線488之一源極以及耦合在一起以回應於被傳導穿過輸入裝置490之輸入電流而產生電流監測信號VBMON 425之一閘極及一汲極。將輸入裝置490圖解說明為一NMOS電晶體，該NMOS電晶體具有耦合至一電流監測器電路423之一汲極、經耦合以接收斜坡信號VRAMP 420之一閘極以及被組態為輸入裝置490之輸出以產生輸出電壓VO 403之一源極，該輸出電壓遵循斜坡信號VRAMP 420。
在所圖解說明實例中，一偏壓電流源492耦合至輸入裝置490之輸出，使得輸入裝置490及偏壓電流源492耦合於電流監測器電路423與接地AGND 413之間。在操作中，一輸入電流IIN 407係輸入裝置390之經組態以被傳導穿過輸入裝置490之汲極源極電流且一偏壓電流IB 401經組態以被傳導穿過偏壓電流源492。在所繪示實例中，將偏壓電流源492展示為包含耦合於輸入裝置490與接地AGND 423之間的共陰共柵耦合電晶體433及435。在一項實例中，偏壓電流源492包含用以對電晶體433之偏壓電壓VCN 445進行取樣及保持之一電容器437及開關441，以及用以對電晶體435之偏壓電壓VBN 445進行取樣及保持之一電容器439及開關443，如所展示。
圖 4中所繪示之實例亦圖解說明經耦合以自輸入裝置490之輸出提供輔助電流IASSIST 409之輔助電流源494，如所展示。在所繪示實例中，將輔助電流源494圖解說明為包含耦合於輸入裝置490之輸出之間的電晶體449及輔助電流開關496。在操作中，輔助電流開關496可經接通以啟動輔助電流494且可經關斷以將輔助電流源494撤銷啟動。在圖 4中所展示之實例中，電晶體449透過電晶體433耦合至輸入裝置490之輸出。在另一實例中，應瞭解，電晶體449可不透過電晶體433而直接耦合至輸出「Vo」 403。如實例中所展示，根據本發明之教示，電晶體449之閘極經耦合以被輔助偏壓電壓VBASSIST 429加偏壓，從而對輔助電流IASSIST 409進行修整。在一項實例中，輔助電流源494包含用以在電晶體449之閘極處對輔助偏壓電壓VBASSIST 429進行取樣及保持之一電容器453及一開關455，如所展示。
圖 5展示根據本發明之教示之包含斜坡穩定輔助電路之實例性複數個局域斜坡緩衝器電路之一示意圖，該等斜坡穩定輔助電路具有用以校準斜坡穩定電路之電流監測器電路之實例及一實例性拐角偏壓電路。應瞭解，圖 5中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路可為圖 3A中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路之實例，或圖 2中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路之實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。
圖 5中所繪示之實例展示經耦合以讀出一像素陣列之複數行電路中所包含之一局域斜坡緩衝器電路。所繪示實例展示複數個ADC 518(k)、518(j)及518(i)之部分中所包含之局域斜坡緩衝器電路。在所繪示實例中，ADC 518(j)及ADC 518(i)包含耦合至電源線588 (例如，AVDD)之電流監測器電路523。在實例中，ADC 518(k)不包含一電流監測器電路而係替代地包含耦合至電源線588之一電晶體556。在實例中，電晶體556之閘極耦合至接地，而電流監測器電路523中所包含之電晶體之閘極與汲極耦合在一起以產生一電流監測信號VBMON 525，如所展示。
ADC 518(k)、518(j)及518(i)之局域斜坡緩衝器電路各自包含輸入裝置590，該輸入裝置被展示為包含電晶體，該電晶體具有經耦合以接收斜坡信號VRAMP 520之閘極、透過電晶體556或電流監測器電路523耦合至電源線588之汲極，以及經耦合以分別產生輸出電壓VO 503(k)、VO 503(j)及VO 503(i)之源極，如所展示。在實例中，各別輸出電壓VO 503(k)、VO 503(j)及VO 503(i)中之每一者遵循斜坡信號VRAMP 520。
在所繪示實例中，局域斜坡緩衝器電路中之每一者包含耦合在各別輸入裝置590與接地AGND 513之間的一偏壓電流源592。所繪示實例亦圖解說明局域斜坡緩衝器電路中之每一者包含耦合在一各別輸入裝置590與接地AGND 513之間的一輔助電流源592。每一輔助電流源592經耦合以自一拐角偏壓電路527接收一輔助偏壓電壓VBASSIST 529來修整各別輔助電流，該各別輔助電流經組態以自各別輸入裝置590之輸出傳導至接地AGND 513。
在圖 5中所繪示之實例中，將拐角偏壓電路527圖解說明為自包含電流監測器電路523之行接收電流監測信號VBMON 525，如所展示。如所提及，在一些實例中，並非所有行皆包含一電流監測器電路523。在所圖解說明實例中，將拐角偏壓電路527圖解說明為包含一拐角偏壓輸入裝置557，該拐角偏壓輸入裝置具有經耦合以接收電流監測信號VBMON 525之一輸入。圖 5中所圖解說明之實例將拐角偏壓輸入裝置557圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線588之一源極、經耦合以接收電流監測信號VBMON 525之一閘極，以及經耦合以回應於電流監測信號VBMON 525而產生一拐角偏壓監測電流IBMON 559之一汲極。在實例中，一偏壓產生器561經組態以回應於拐角偏壓監測電流IBMON 559而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 529。在各種實例中，根據本發明之教示，輔助偏壓電壓VBASSIST 529經組態以修整局域斜坡緩衝器電路之輔助電流源594。
圖 6展示根據本發明之教示之包含斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路之一示意圖，該等斜坡穩定輔助電路具有用以校準斜坡穩定電路之一實例性電流監測器電路及另一實例性拐角偏壓電路。應瞭解，圖 6中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路可為圖 5中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路之一實例，或圖 3A中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路之實例，或者圖 2中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路之實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。
圖 6中所繪示之實例展示一ADC 618之一部分中所包含之一局域斜坡緩衝器電路。在所繪示實例中，ADC 618包含耦合至電源線688 (例如，AVDD)之電流監測器電路623。在實例中，將電流監測器電路623圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線688之一源極以及耦合在一起以產生一電流監測信號VBMON 625之一閘極及一汲極，如所展示。局域斜坡緩衝器電路包含一輸入裝置690，該輸入裝置展示為包含一電晶體，該電晶體具有經耦合以接收斜坡信號VRAMP 620之一閘極、透過電流監測器電路623耦合至電源線688之一汲極及經耦合以產生輸出電壓VO 603之一源極，如所展示。在實例中，輸出電壓VO 603遵循斜坡信號VRAMP 620。
在所繪示實例中，一偏壓電流源692耦合於輸入裝置690與接地AGND 613之間以傳導一偏壓電流IB 601。所繪示實例亦圖解說明一輔助電流源694耦合於輸入裝置690與接地AGND 613之間。在實例中，輔助電流源694經耦合以自一拐角偏壓電路627接收一輔助偏壓電壓VBASSIST 629來修整輔助電流，該輔助電流經組態以自各別輸入裝置690之輸出被傳導至接地AGND 613。
在圖 6中所繪示之實例中，將拐角偏壓電路627圖解說明為自電流監測器電路623接收電流監測信號VBMON 625，如所展示。在所圖解說明實例中，將拐角偏壓電路627圖解說明為包含一拐角偏壓輸入裝置657，該拐角偏壓輸入裝置具有經耦合以接收電流監測信號VBMON 625之一輸入。圖 6中所圖解說明之實例將拐角偏壓輸入裝置657圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線688之一源極、經耦合以接收電流監測信號VBMON 625之一閘極，以及經耦合以回應於電流監測信號VBMON 625而產生一拐角偏壓監測電流IBMON 659之一汲極。
在實例中，一偏壓產生器661經組態以回應於自拐角偏壓輸入裝置657接收之拐角偏壓監測電流IBMON 659而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 629。在各種實例中，根據本發明之教示，由拐角偏壓電路627之偏壓產生器661產生之輔助偏壓電壓VBASSIST 629經組態以修整輔助電流源694。
在圖 6中所繪示之實例中，偏壓產生器661包含耦合至拐角偏壓輸入裝置657之一第一偏壓產生器電流源663。拐角偏壓輸入裝置657及第一偏壓產生器電流源663耦合於電源線688與接地AGND 613之間。一電流-電壓轉換器671耦合至拐角偏壓輸入裝置657及第一偏壓產生器電流源663。一第二偏壓產生器電流源679耦合至電流-電壓轉換器671。在圖 6中所繪示之實例中，一取樣與保持電路677耦合於電流-電壓轉換器671與第二偏壓產生器電流源679之間。圖 6中所繪示之實例亦圖解說明一複製輔助電流源681耦合至第二偏壓產生器電流源679，如所展示。
在所繪示實例中，第一偏壓產生器電流源663包含耦合於拐角偏壓輸入裝置657與接地AGND 613之間的一第一偏壓產生器電晶體665。在實例中，一取樣與保持電路具備耦合於第一偏壓產生器電晶體665之一汲極與一閘極之間的一第一偏壓產生器開關669及耦合於第一偏壓產生器電晶體665之閘極與接地AGND 613之間的一第一偏壓產生器電容器667。在操作中，第一偏壓產生器開關669及第一偏壓產生器電容器667經組態以在第一偏壓產生器開關669時對電晶體665之閘極電壓進行取樣且在第一偏壓產生器開關669關斷時保持該電壓。以此方式，可對由第一偏壓產生器電流源663接收之拐角偏壓監測電流IBMON 659進行取樣及保持。
所圖解說明實例展示電流-電壓轉換器671包含耦合至電源線688之一電流-電壓電晶體673及耦合於電流-電壓電晶體673與第一偏壓產生器電流源663之間的一電流-電壓開關675。電流-電壓電晶體673之閘極及汲極耦合至電流-電壓開關675。電流-電壓轉換器671之一輸出電壓在電流-電壓電晶體673之一閘極及一汲極處產生。電流-電壓電晶體673之閘極及汲極經組態以在電流-電壓開關675接通時取決於拐角偏壓監測電流IBMON 659而產生電流-電壓轉換器671之輸出電壓。
在實例中，取樣與保持電路677經耦合以接收電流-電壓轉換器671之輸出電壓，該輸出電壓經耦合以被第二偏壓產生器電流源679中所包含之一電晶體之一閘極接收。第二偏壓產生器電流源679中所包含之電晶體之一源極耦合至電源線688且第二偏壓產生器電流源679中所包含之電晶體之一汲極耦合至複製輔助電流源681。第二偏壓產生器電流源679基於由取樣與保持電路677保持之電壓而輸出一電流。
在實例中，複製輔助電流源681包含一複製輔助電晶體683，該複製輔助電晶體具有耦合在一起並耦合至第二偏壓產生器電流源679之一閘極及一汲極。一複製輔助開關685耦合至複製輔助電晶體683，使得複製輔助電晶體683及複製輔助開關685耦合於第二偏壓產生器電流源679與接地AGND 613之間。在實例中，輔助偏壓電壓VBASSIST 629經組態以回應於來自第二偏壓產生器電流源679之電流而在複製輔助電晶體683之閘極及汲極處產生，如所展示。
在一項實例中，應瞭解，電流監測器電路623之電晶體及輔助電流源694之電晶體之相對寬度相等。舉例而言，在一項實例中，假定電流監測器電路623之電晶體之寬度係m=1，拐角偏壓輸入裝置657之電晶體之寬度亦係m=1。在一項實例中，拐角偏壓輸入裝置657之電晶體之寬度係m=a，電晶體673之寬度係m=ax，電晶體683之寬度係m=b，且第二偏壓產生器電流源679之電晶體之寬度係m=bx。複製輔助電流源681經組態以在內部產生與理想輔助電流-(dVO/dt) *CO成比例之一電流，從而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 629。為了進一步圖解說明圖 6中所繪示之實例之操作，在下文中亦參考圖 3C中所繪示之時序圖。
在開始於時間T1之斜坡事件之前之時間T0，拐角偏壓輸入裝置657輸出與偏壓電流IB 601成比例之電流a*IB。在開始於時間T1之斜坡事件之前之時間T0之此週期期間，電流-電壓轉換器671中之電流-電壓開關675關斷且因此在此時間無電流流向電流-電壓轉換器671。
在時間T0之前，第一偏壓產生器電流源663中之第一偏壓產生器開關669接通以使第一偏壓產生器電流源663中之第一偏壓產生器電晶體665之汲極及閘極短路且因此第一偏壓產生器電流源663汲取與來自拐角偏壓輸入裝置657之拐角偏壓監測電流IBMON 659為同一電流的a*IB。然後在時間T0，第一偏壓產生器電流源663中之第一偏壓產生器開關669關斷以在此時刻對第一偏壓產生器電晶體665之閘極電壓進行取樣及保持。以此方式，第一偏壓產生器電流源663經設定以汲取為拐角偏壓監測電流IBMON 659的a*IB。在設定第一偏壓產生器電流源663之後，電流-電壓轉換器671中之電流-電壓開關675接通。
在時間T2或在時間T1之後(此係在斜坡信號VRAMP 620斜降或連續降低時之斜坡事件期間)，拐角偏壓輸入裝置657之輸出電流改變為a*(IB-(-dVO/dt *CO))，其遵循由電流監測器電路623監測之電流。由於第一偏壓產生器電流源663汲取a*IB (現在在校準期間，輔助電流源694被停用)，因此自電流-電壓轉換器671 (分流器)流出之電流變為與理想輔助電流IASSIST成比例之-a*(dVO/dt *CO)。因此，電流-電壓轉換器671產生與電流-a*(dVO/dt *CO)相關聯之電壓。
在時間T2，取樣與保持電路677對由電流-電壓轉換器671產生之電壓進行取樣及保持且第二偏壓產生器電流源679產生與-b*(dVO/dt *CO)成比例之一電流。因此，根據本發明之教示，複製輔助電流源681產生輔助偏壓電壓VBASSIST 629以修整輔助電流源694來汲取所要電流-(dVO/dt) *CO。
圖 7展示根據本發明之教示之包含斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路之一示意圖，該斜坡穩定輔助電路具有用以校準斜坡穩定電路之一實例性電流監測器電路及另一實例性拐角偏壓電路。應瞭解，圖 7中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路可為圖 5中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路之另一實例，或圖 3A中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路之實例，或者圖 2中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路之實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。進一步瞭解，圖 7中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路與圖 6中所圖解說明之局域斜坡緩衝器電路、斜坡穩定電路、電流監測器電路及拐角偏壓電路有許多相似之處。
例如，如圖 7中繪示之實例中所展示，一局域斜坡緩衝器電路包含於一ADC 718之一部分中。在所繪示實例中，ADC 718包含耦合至電源線788 (例如，AVDD)之電流監測器電路723。在實例中，將電流監測器電路723圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線788之一源極以及耦合在一起以產生一電流監測信號VBMON 725之一閘極及一汲極，如所展示。局域斜坡緩衝器電路包含一輸入裝置790，該輸入裝置展示為包含一電晶體，該電晶體具有經耦合以接收斜坡信號VRAMP 720之一閘極、透過電流監測器電路723耦合至電源線788之一汲極及經耦合以產生輸出電壓VO 703之一源極，如所展示。在實例中，輸出電壓VO 703遵循斜坡信號VRAMP 720。
在所繪示實例中，一偏壓電流源792耦合於輸入裝置790與接地AGND 713之間以傳導一偏壓電流IB 701。所繪示實例亦圖解說明一輔助電流源794耦合於輸入裝置790與接地AGND 713之間。在實例中，輔助電流源794經耦合以自一拐角偏壓電路727接收一輔助偏壓電壓VBASSIST 729來修整輔助電流，該輔助電流經組態以自各別輸入裝置790之輸出被傳導至接地AGND 713。
在圖 7中所繪示之實例中，將拐角偏壓電路727圖解說明為自電流監測器電路723接收電流監測信號VBMON 725，如所展示。在所圖解說明實例中，將拐角偏壓電路727圖解說明為包含一拐角偏壓輸入裝置757，該拐角偏壓輸入裝置具有經耦合以接收電流監測信號VBMON 725之一輸入。圖 7中所圖解說明之實例將拐角偏壓輸入裝置757圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線788之一源極、經耦合以接收電流監測信號VBMON 725之一閘極，以及經耦合以回應於電流監測信號VBMON 725而產生一拐角偏壓監測電流IBMON 759之一汲極。
在實例中，一偏壓產生器761經組態以回應於自拐角偏壓輸入裝置757接收之拐角偏壓監測電流IBMON 759而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 729。在各種實例中，根據本發明之教示，由拐角偏壓電路727之偏壓產生器761產生之輔助偏壓電壓VBASSIST 729經組態以修整輔助電流源794。
在圖 7中所繪示之實例中，偏壓產生器761包含一類比轉數位轉換器787，該類比轉數位轉換器經耦合以自拐角偏壓輸入裝置757接收拐角偏壓監測電流IBMON 759來產生拐角偏壓監測電流IBMON 759之一數位表示。一邏輯電路789經耦合以自類比轉數位轉換器787接收拐角偏壓監測電流IBMON 759之數位表示。邏輯電路789經組態以回應於拐角偏壓監測電流IBMON 759之數位表示而產生一數位輔助電壓偏壓設定信號。一輔助偏壓電壓產生器791經組態以回應於自邏輯電路789接收之數位輔助電壓偏壓設定信號而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 729。在實例中，邏輯電路789經組態以基於來自類比轉數位轉換器787之拐角偏壓監測電流IBMON 759之數位表示而判定輔助偏壓產生器791之一理想穩定。
圖 8展示根據本發明之教示之用以校準一斜坡穩定電路之另一實例性拐角偏壓電路之一示意圖。應瞭解，圖 8中所圖解說明之拐角偏壓電路可為圖 7中所圖解說明之拐角偏壓電路之另一實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。
在所繪示實例中，將拐角偏壓電路827圖解說明為接收電流監測信號VBMON 825。在所圖解說明實例中，將拐角偏壓電路827圖解說明為包含一拐角偏壓輸入裝置857，該拐角偏壓輸入裝置具有經耦合以接收電流監測信號VBMON 825之一輸入。圖 8中所圖解說明之實例將拐角偏壓輸入裝置857圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線888 (例如，AVDD)之一源極、經耦合以接收電流監測信號VBMON 825之一閘極，以及經耦合以回應於電流監測信號VBMON 825而產生一拐角偏壓監測電流IBMON 859之一汲極。
在實例中，一偏壓產生器861經組態以回應於自拐角偏壓輸入裝置857接收之拐角偏壓監測電流IBMON 859而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 829。在各種實例中，根據本發明之教示，由拐角偏壓電路827之偏壓產生器861產生之輔助偏壓電壓VBASSIST 829經組態以修整一輔助電流源。
在圖 8中所繪示之實例中，偏壓產生器861包含一類比轉數位轉換器887，該類比轉數位轉換器經耦合以自拐角偏壓輸入裝置857接收拐角偏壓監測電流IBMON 859來產生拐角偏壓監測電流IBMON 859之一數位表示。一邏輯電路889經耦合以自類比轉數位轉換器887接收拐角偏壓監測電流IBMON 859之數位表示。邏輯電路889經組態以回應於拐角偏壓監測電流IBMON 859之數位表示而產生一數位輔助電壓偏壓設定信號。一輔助偏壓電壓產生器891經組態以回應於自邏輯電路889接收之數位輔助電壓偏壓設定信號而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 829。在實例中，邏輯電路889經組態以基於來自類比轉數位轉換器887之拐角偏壓監測電流IBMON 859之數位表示而判定輔助偏壓產生器891之一理想穩定。
在圖 8中所繪示之實例中，類比轉數位轉換器887包含經耦合以汲取一第一可變電流IIN2 899之一第一可變電流源897。在實例中，類比轉數位轉換器887亦包含耦合至拐角偏壓輸入裝置859及第一可變電流源897之一電流比較器電路893。在操作中，邏輯電路889經組態以控制第一可變電流源897。在操作中，電流比較器電路893經組態以回應於被傳導穿過第一可變電流源897之第一可變電流IIN2 899與來自拐角偏壓輸入裝置857之拐角偏壓監測電流IBMON 859之比較而產生拐角偏壓監測電流IBMON 859之數位表示。
在所繪示實例中，輔助偏壓電壓產生器891包含耦合至邏輯電路889之一第二可變電流源895。在操作中，第二可變電流源895經組態以回應於來自邏輯電路889之數位輔助電壓偏壓設定信號而傳導一第二可變電流IBVAR 812。如所繪示實例中所展示，輔助偏壓電壓產生器891亦包含一電流鏡，該電流鏡具有耦合於電源線888與第二可變電流源895之間的一第一電流鏡電晶體802，及耦合至電源線888之一第二電流鏡電晶體804。第二電流鏡電晶體804之一閘極耦合至第一電流鏡電晶體802之一閘極及一汲極。在操作中，第二可變電流IBVAR 812被傳導穿過第一電流鏡電晶體802且一鏡像第二可變電流被傳導穿過第二電流鏡電晶體804。在所繪示實例中，一複製輔助電流源881耦合至第二電流鏡電晶體804，使得鏡像第二可變電流被傳導穿過複製輔助電流源881。
在所圖解說明實例中，複製輔助電流源881包含一複製輔助電晶體883，該複製輔助電晶體具有耦合在一起並耦合至第二電流鏡電晶體804之一閘極及一汲極。一複製輔助開關885耦合至複製輔助電晶體883，使得複製輔助電晶體883及複製輔助開關885耦合於第二電流鏡電晶體804與接地AGND 813之間。在實例中，輔助偏壓電壓VBASSIST 829經組態以回應於鏡像第二可變電流被傳導穿過第二電流鏡電晶體804而在複製輔助電晶體883之閘極及汲極處產生，如所展示。
在一項實例中，再次參考圖 3C中所繪示之時序圖，邏輯電路889控制第一可變電流源897以將來自拐角偏壓輸入裝置857之拐角偏壓監測電流IBMON 859轉換為數位。為此，邏輯電路889逐步地改變由第一可變電流源897汲取之第一可變電流IIN2 899。由於拐角偏壓輸入裝置857產生拐角偏壓監測電流IBMON 859且第一可變電流源897汲取第一可變電流IIN2 899，因此在斜坡事件期間之時間T2將IBMON - IIN2之電流差輸入至電流比較器893。在操作中，電流比較器經組態以評估輸入電流IBMON - IIN2且取決於輸入電流之極性而判定該電流比較器之輸出。舉例而言，當IBMON 859大於IIN2 899時，電流比較器893可輸出一高值(例如，「1」)，且當IBMON 859小於IIN2 899時，電流比較器893可輸出低值(例如，「0」)。邏輯電路889經組態以檢測電流比較器893之輸出何時翻轉或改變以評估IBMON 859之值。根據本發明之教示，基於結果，邏輯電路889經組態以控制第二可變電流源895來產生輔助偏壓電壓VBASSIST 829。
圖 9展示根據本發明之教示之用以校準一斜坡穩定電路之另一實例性拐角偏壓電路之一示意圖。應瞭解，圖 9中所圖解說明之拐角偏壓電路可為圖 7中所圖解說明之拐角偏壓電路之另一實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。
在所繪示實例中，將拐角偏壓電路927圖解說明為接收電流監測信號VBMON 925。在所圖解說明實例中，將拐角偏壓電路927圖解說明為包含一拐角偏壓輸入裝置957，該拐角偏壓輸入裝置具有經耦合以接收電流監測信號VBMON 925之一輸入。圖 9中所圖解說明之實例將拐角偏壓輸入裝置957圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線988 (例如，AVDD)之一源極、經耦合以接收電流監測信號VBMON 925之一閘極，以及經耦合以回應於電流監測信號VBMON 925而產生一拐角偏壓監測電流IBMON 959之一汲極。
在實例中，一偏壓產生器961經組態以回應於自拐角偏壓輸入裝置957接收之拐角偏壓監測電流IBMON 959而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 929。在各種實例中，根據本發明之教示，由拐角偏壓電路927之偏壓產生器961產生之輔助偏壓電壓VBASSIST 929經組態以修整一輔助電流源。
在圖 9 中所繪示之實例中，偏壓產生器961包含一類比轉數位轉換器987，該類比轉數位轉換器經耦合以自拐角偏壓輸入裝置957接收拐角偏壓監測電流IBMON 959來產生拐角偏壓監測電流IBMON 959之一數位表示。一邏輯電路989經耦合以自類比轉數位轉換器987接收拐角偏壓監測電流IBMON 959之數位表示。邏輯電路989經組態以回應於拐角偏壓監測電流IBMON 959之數位表示而產生一數位輔助電壓偏壓設定信號。一輔助偏壓電壓產生器991經組態以回應於自邏輯電路989接收之數位輔助電壓偏壓設定信號而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 929。在實例中，邏輯電路989經組態以基於來自類比轉數位轉換器987之拐角偏壓監測電流IBMON 959之數位表示而判定輔助偏壓產生器991之一理想穩定。
在所繪示實例中，類比轉數位轉換器987包含經耦合以汲取參考電流IBREF 910之一參考電流源908。類比轉數位轉換器987亦包含耦合至拐角偏壓輸入裝置957、參考電流源908及邏輯電路989之一電流比較器電路993。類比轉數位轉換器987進一步包含經耦合以自邏輯電路989接收一數位輔助電壓偏壓設定信號之一可變電流源電路995。
在實例中，一電流鏡電路展示為包含耦合至電源線988及電流比較器電路993之一第一電流鏡電晶體906、耦合至電源線988、可變電流源電路995及第一電流鏡電晶體906之一第二電流鏡電晶體902以及耦合至電源線988之一第三電流鏡電晶體904，如所展示。第一電流鏡電晶體906之一閘極及第三電流鏡電晶體904之一閘極耦合至第二電流鏡電晶體902之一閘極及一汲極。
在操作中，第一電流鏡電晶體906經組態以將第一可變電流提供至電流比較器電路993之輸入。可變電流源995經組態以回應於來自邏輯電路989之數位輔助電壓偏壓設定信號而產生一第二可變電流IBVAR 912。在實例中，第二可變電流IBVAR 912被傳導穿過第二電流鏡電晶體902且由第一電流鏡電晶體906提供之第一可變電流因此係一鏡像第二可變電流IBVAR 912。因此，可變電流源995經組態以產生第二可變電流IBVAR 912來控制自第一電流鏡電晶體906提供至電流比較器電路993之輸入之第一可變電流。
在所繪示實例中，輔助偏壓電壓產生器991包含耦合至第二電流鏡電晶體902之第三電流鏡電晶體904，如上文所論述。因此，傳導穿過第三電流鏡電晶體904之一第三可變電流亦係一鏡像第二可變電流IBVAR 912。在實例中，輔助偏壓電壓產生器991亦包含一複製輔助電流源981，該複製輔助電流源耦合至第三電流鏡電晶體904，使得傳導穿過第三電流鏡電晶體904之第三可變電流被傳導穿過複製輔助電流源981。
在所圖解說明實例中，複製輔助電流源981包含一複製輔助電晶體983，該複製輔助電晶體具有耦合在一起並耦合至第三電流鏡電晶體904之一閘極及一汲極。一複製輔助開關985耦合至複製輔助電晶體983，使得複製輔助電晶體983及複製輔助開關985耦合於第三電流鏡電晶體904與接地AGND 913之間。在實例中，輔助偏壓電壓VBASSIST 929經組態以回應於被傳導穿過第三電流鏡電晶體904之第三可變電流而在複製輔助電晶體983之閘極及汲極處產生，如所展示。
在一項實例中，假定拐角偏壓輸入裝置957之電晶體之寬度為m=a，第一電流鏡電晶體906之寬度為m=ax，第二電流鏡電晶體902之寬度為m=cx，複製輔助電晶體983之寬度為m=b，且第三電流鏡電晶體904之電晶體之寬度為m=bx。因此，可假定穿過第一電流鏡電晶體906之第一可變電流為a*ICOMP，來自第二電流鏡電晶體902之第二可變電流為c*ICOMP，穿過第三電流鏡電晶體904之第三可變電流為c*ICOMP，且參考電流源908經設計以汲取偏壓電流a*IB。
因此，在操作期間，應瞭解，邏輯電路989控制由連接至接地AGND 913之可變電流源995產生之第二可變電流IBVAR 912。第二可變電流IBVAR 912 (來自可變電流源995之電流c*ICOMP)被鏡像且透過第一電流鏡電晶體906向電流比較器電路993之輸入輸出第一可變電流a*ICOMP。由參考電流源908產生之參考電流IBREF 910耦合至電流比較器電路993之輸入，該電流比較器電路經組態以汲取電流a*IB。在發生於圖 3C中之時間T2之校準期間，由拐角偏壓輸入裝置957產生之拐角偏壓電流IBMON 959 IIN係a*{IB-(-dVO/dt) *CO}，使得去往電流比較器之輸入電流變為a*{ICOMP-(-dVO/dt) *CO}。在此週期期間，邏輯電路989經組態以改變由可變電流源995產生之第二可變電流IBVAR 912，以找到接近於(-dVO/dt) *CO之ICOMP。根據本發明之教示，在校準之後，邏輯電路989儲存電流比較器電路993被翻轉時之設定且由可變電流源995產生之第二可變電流IBVAR 912最接近於c*(-dVO/dt) *CO，其透過偏壓產生器991中之第三電流鏡電晶體904被鏡像成第三可變電流以提供偏壓電壓VBASSIST 929。
圖 10展示根據本發明之教示之用以校準一斜坡穩定電路之另一實例性拐角偏壓電路之一示意圖。應瞭解，圖 10中所圖解說明之拐角偏壓電路可為圖 7中所圖解說明之拐角偏壓電路之另一實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文中類似地耦合及起作用。
在所繪示實例中，將拐角偏壓電路1027圖解說明為接收電流監測信號VBMON 1025。在所圖解說明實例中，將拐角偏壓電路1027圖解說明為包含一拐角偏壓輸入裝置1057，該拐角偏壓輸入裝置具有經耦合以接收電流監測信號VBMON 1025之一輸入。圖 10中所圖解說明之實例將拐角偏壓輸入裝置1057圖解說明為一電晶體，該電晶體具有耦合至電源線1088 (例如，AVDD)之一源極、經耦合以接收電流監測信號VBMON 1025之一閘極，以及經耦合以回應於電流監測信號VBMON 1025而產生一拐角偏壓監測電流IBMON 1059之一汲極。
在實例中，一偏壓產生器1061經組態以回應於自拐角偏壓輸入裝置1057接收之拐角偏壓監測電流IBMON 1059而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 1029。在各種實例中，根據本發明之教示，由拐角偏壓電路1027之偏壓產生器1061產生之輔助偏壓電壓VBASSIST 1029經組態以修整一輔助電流源。
在圖 10中所繪示之實例中，偏壓產生器1061包含一類比轉數位轉換器1087，該類比轉數位轉換器經耦合以自拐角偏壓輸入裝置1057接收拐角偏壓監測電流IBMON 1059來產生拐角偏壓監測電流IBMON 1059之一數位表示。一邏輯電路1089經耦合以自類比轉數位轉換器1087接收拐角偏壓監測電流IBMON 1059之數位表示。邏輯電路1089經組態以回應於拐角偏壓監測電流IBMON 1059之數位表示而產生一數位輔助電壓偏壓設定信號。一輔助偏壓電壓產生器1091經組態以回應於自邏輯電路1089接收之數位輔助電壓偏壓設定信號而產生輔助偏壓電壓VBASSIST 1029。在實例中，邏輯電路1089經組態以基於來自類比轉數位轉換器1087之拐角偏壓監測電流IBMON 1059之數位表示而判定輔助偏壓產生器1091之一理想設定。
在所繪示實例中，類比轉數位轉換器1087包含經耦合以汲取一參考電流IBREF 1010之一參考電流源1008。類比轉數位轉換器1087亦包含耦合至拐角偏壓輸入裝置1057及邏輯電路1089之一電流比較器電路1093。類比轉數位轉換器1087進一步包含一可變電流源電路1095，該可變電流源電路耦合至電源線1088且經耦合以自邏輯電路1089接收一數位輔助電壓偏壓設定信號，以作為回應提供一可變電流IBVAR 1012。如所繪示實例中所展示，一第一開關1014耦合於可變電流源1095與電流比較器電路1093之輸入之間。因此，可變電流源1095及第一開關1014耦合於電源線1088與電流比較器電路1093之輸入之間。一第二開關1016耦合於可變電流源1012與輔助偏壓電壓產生器1091之間。
在操作中，在一校準操作期間，第一開關1014經組態以接通且第二開關1016經組態以關斷。在操作中，在校準操作期間，一第一可變電流經組態以透過第一開關1014而與來自拐角偏壓輸入裝置1057之拐角偏壓監測電流IBMON 1059一起自可變電流源1012被提供至電流比較器電路之輸入。在校準操作完成之後，第一開關1014經組態以關斷且第二開關1016經組態以接通。因此，在校準操作完成之後，一第二可變電流經組態以透過第二開關1016而自可變電流源1095被提供至輔助偏壓電壓產生器1091。
在所繪示實例中，輔助偏壓電壓產生器1091包含一複製輔助電流源1081，該複製輔助電流源經耦合以在校準操作完成之後透過第二開關1016而接收自可變電流源1095提供之第二可變電流。在所圖解說明實例中，複製輔助電流源1081包含一複製輔助電晶體1083，該複製輔助電晶體具有耦合在一起並耦合至第二開關1016之一閘極及一汲極。一複製輔助開關1085耦合至複製輔助電晶體1083，使得複製輔助電晶體1083及複製輔助開關1085耦合於第二開關1016與接地AGND 1013之間。在實例中，輔助偏壓電壓VBASSIST 1029經組態以回應於透過第二開關1016自可變電流源1095提供之第二可變電流而在複製輔助電晶體1083之閘極及汲極處產生，如所展示。
在一項實例中，假定複製輔助電晶體1083之寬度係m=a，穿過參考電流源1008之參考電流IBREF 1010係a*IB。在校準期間，第一開關1014接通(例如，閉合)且第二開關1016關斷(例如，斷開)並且邏輯1089改變一控制信號以掃掠可變電流IBVAR，使得由IBVAR 1012提供之第一可變電流與來自類比轉數位轉換器1087之拐角偏壓監測電流IBMON 1059一起耦合至電流比較器電路1093之輸入，以找到輔助電流IASSIST之最佳值。根據本發明之教示，在完成校準且IBVAR 1012之值因此被設定為最接近於a*(-dVO/dt) *CO之a*ICOMP之後，第一開關1014然後關斷(例如，斷開)且第二開關1016接通(例如，閉合)，使得電流a*ICOMP被提供至偏壓產生器1091以產生輔助偏壓電壓VBASSIST 1029。
包含發明摘要中所闡述內容之本發明之所圖解說明實例之以上闡述並非意欲為窮盡性的或將本發明限制於所揭示之精確形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述了本發明之特定實例，但如熟習相關技術者將認識到，可在本發明之範疇內做出各種修改。
可鑒於以上詳細闡述對本發明做出此等修改。以下申請專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限制於本說明書中所揭示之特定實例。而是，本發明之範疇將完全由以下申請專利範圍來判定，該申請專利範圍將根據所創建之請求項解釋原則來加以理解。
100:成像系統 102:像素陣列 104:像素電路 106:讀出電路 108:功能邏輯 110:控制電路 112:行位元線/位元線 114:斜坡產生器 116:比較器電路 118:類比轉數位轉換器 202:像素陣列 212:位元線 214:斜坡產生器 216:比較器 218:類比轉數位轉換器 220:系統層級斜坡信號/斜坡信號/計數器 222:局域斜坡緩衝器電路 301:偏壓電流 303:輸出電壓/輸出電壓信號 307:輸入電流 309:輔助電流 311:充電電流 320:斜坡信號/斜坡電壓信號 322:斜坡緩衝器電路 323:電流監測器電路 325:電流監測信號 327:拐角偏壓電路 329:輔助偏壓電壓 384:理想斜坡信號 386:非理想斜坡信號 390:輸入裝置 392:偏壓電流源 394:輔助電流源 396:輔助電流開關 398:輸出電容器 401:偏壓電流 403:輸出電壓/輸出 407:輸入電流 409:輔助電流 413:接地 420:斜坡信號 422:斜坡緩衝器電路 423:電流監測器電路 425:電流監測信號 429:輔助偏壓電壓 433:電晶體 435:電晶體 437:電容器 439:電容器 441:開關 443:開關 445:偏壓電壓 449:電晶體 453:電容器 455:開關 488:電源線 490:輸入裝置 492:偏壓電流源 494:輔助電流源 496:輔助電流開關 503(k):輸出電壓 503(j):輸出電壓 503(i):輸出電壓 513:接地 518(k):類比轉數位轉換器 518(j):類比轉數位轉換器 518(i):類比轉數位轉換器 520:斜坡信號 523:電流監測器電路 525:電流監測信號 527:拐角偏壓電 529:輔助偏壓電壓 556:電晶體 557:拐角偏壓輸入裝置 559:拐角偏壓監測電流 561:偏壓產生器 588:電源線 590:輸入裝置 592:偏壓電流源 594:輔助電流源 601:偏壓電流 603:輸出電壓 613:接地 618:類比轉數位轉換器 620:斜坡信號 623:電流監測器電路 625:電流監測信號 627:拐角偏壓電路 629:輔助偏壓電壓 657:拐角偏壓輸入裝置 659:拐角偏壓監測電流 661:偏壓產生器 663:偏壓產生器電流源/第一偏壓產生器電流源 665:第一偏壓產生器電晶體/電晶體 667:第一偏壓產生器電容器 669:第一偏壓產生器開關 671:電流-電壓轉換器 675:電流-電壓開關 677:取樣與保持電路 679:第二偏壓產生器電流源 681:複製輔助電流源 683:複製輔助電晶體/電晶體 685:複製輔助開關 688:電源線 690:輸入裝置 692:偏壓電流源 694:輔助電流源 701:偏壓電流 703:輸出電壓 713:接地 718:類比轉數位轉換器 720:斜坡信號 723:電流監測器電路 725:電流監測信號 727:拐角偏壓電路 729:輔助偏壓電壓 757:拐角偏壓輸入裝置 759:拐角偏壓監測電流 761:偏壓產生器 787:類比轉數位轉換器 788:電源線 789:邏輯電路 790:輸入裝置 791:輔助偏壓電壓產生器/輔助偏壓產生器 792:偏壓電流源 794:輔助電流源 802:第一電流鏡電晶體 804:第二電流鏡電晶體 812:第二可變電流 813:接地 825:電流監測信號 827:拐角偏壓電路 829:輔助偏壓電壓 857:拐角偏壓輸入裝置 859:拐角偏壓監測電流 861:偏壓產生器 881:複製輔助電流源 883:複製輔助電晶體 885:複製輔助開關 887:類比轉數位轉換器 888:電源線 889:邏輯電路 891:輔助偏壓電壓產生器/輔助偏壓產生器 893:電流比較器電路/電流比較器 895:第二可變電流源 897:第一可變電流源 899:第一可變電流 902:第二電流鏡電晶體 904:第三電流鏡電晶體 906:第一電流鏡電晶體 908:參考電流源 910:參考電流 912:第二可變電流/鏡像第二可變電流 913:接地 925:電流監測信號 927:拐角偏壓電路 929:輔助偏壓電壓/偏壓電壓 957:拐角偏壓輸入裝置 959:拐角偏壓監測電流/拐角偏壓電流 961:偏壓產生器 981:複製輔助電流源 983:複製輔助電晶體 985:複製輔助開關 987:類比轉數位轉換器 988:電源線 989:邏輯電路 991:輔助偏壓電壓產生器/輔助偏壓產生器/偏壓產生器 993:電流比較器電路 995:可變電流源電路/可變電流源 1008:參考電流源 1010:參考電流 1012:可變電流 1013:接地 1014:第一開關 1016:第二開關 1025:電流監測信號 1027:拐角偏壓電路 1029:輔助偏壓電壓 1057:拐角偏壓輸入裝置 1059:拐角偏壓監測電流 1061:偏壓產生器 1081:複製輔助電流源 1083:複製輔助電晶體 1085:複製輔助開關 1087:類比轉數位轉換器 1088:電源線 1089:邏輯電路/邏輯 1091:輔助偏壓電壓產生器/輔助偏壓產生器/偏壓產生器 1093:電流比較器電路 1095:可變電流源電路/可變電流源 T0:時間 T1:時間 T2:時間
參考以下圖闡述本發明之非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另有規定，否則貫穿各個視圖，相似元件符號係指相似部件。
圖 1圖解說明根據本發明之教示之一成像系統之一項實例，該成像系統包含用以對讀出電路中之一類比轉數位轉換器中之一局域斜坡緩衝器電路中所包含之一低功率斜坡穩定輔助電路進行校準之一電路。
圖 2係圖解說明根據本發明之教示之實例性類比轉數位轉換器之一方塊圖，該等實例性類比轉數位轉換器經耦合以透過局域斜坡緩衝器自一斜坡產生器接收一斜坡信號。
圖 3A展示根據本發明之教示之一局域斜坡緩衝器電路之一示意圖之一項實例，該局域斜坡緩衝器電路包含利用一實例性電流監測器電路及一實例性拐角偏壓電路來校準之一斜坡穩定輔助電路。
圖 3B係圖解說明具有一斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路中之信號之一時序圖，該斜坡穩定輔助電路在一斜坡信號中之一斜坡事件期間不被啟動。
圖 3C係圖解說明根據本發明之教示之具有一斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路中之信號之一時序圖，該斜坡穩定輔助電路在一斜坡信號中之一斜坡事件期間被啟動。
圖 4展示根據本發明之教示之包含一實例性斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路之一示意圖。
圖 5展示根據本發明之教示之包含斜坡穩定輔助電路之實例性複數個局域斜坡緩衝器電路之一示意圖，該等斜坡穩定輔助電路具有用以校準斜坡穩定電路之電流監測器電路之實例及一實例性拐角偏壓電路。
圖 6展示根據本發明之教示之包含斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路之一示意圖，該等斜坡穩定輔助電路具有用以校準斜坡穩定電路之一實例性電流監測器電路及另一實例性拐角偏壓電路。
圖 7展示根據本發明之教示之包含斜坡穩定輔助電路之一實例性局域斜坡緩衝器電路之一示意圖，該等斜坡穩定輔助電路具有用以校準斜坡穩定電路之一實例性電流監測器電路及另一實例性拐角偏壓電路。
圖 8展示根據本發明之教示之用以校準一斜坡穩定電路之另一實例性拐角偏壓電路之一示意圖。
圖 9展示根據本發明之教示之用以校準一斜坡穩定電路之另一實例性拐角偏壓電路之一示意圖。
圖 10展示根據本發明之教示之用以校準一斜坡穩定電路之另一實例性拐角偏壓電路之一示意圖。
遍及圖式之數個視圖，對應參考字符指示對應組件。熟習一般技術者將瞭解，圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪製。舉例而言，為幫助改良對本發明之各種實施例之理解，各圖中之元件中之一些元件之尺寸可能相對於其他元件而被放大。另外，通常未繪示在一商業上可行的實施例中有用或必需之常見而眾所周知之元件以便促進對本發明之此等各種實施例之一較不受阻擋之觀察。
301:偏壓電流
303:輸出電壓/輸出電壓信號
307:輸入電流
309:輔助電流
311:充電電流
320:斜坡信號/斜坡電壓信號
322:斜坡緩衝器電路
323:電流監測器電路
325:電流監測信號
327:拐角偏壓電路
329:輔助偏壓電壓
390:輸入裝置
392:偏壓電流源
394:輔助電流源
396:輔助電流開關
398:輸出電容器

Claims (42)

  1. 一種斜坡緩衝器電路，其包括： 一斜坡緩衝器輸入裝置，其具有經耦合以接收一斜坡信號之一輸入； 一電流監測器電路，其耦合至一電源線及該斜坡緩衝器輸入裝置，其中該電流監測器電路經組態以回應於傳導穿過該斜坡緩衝器輸入裝置之一輸入電流而產生一電流監測信號； 一拐角偏壓電路，其耦合至該電流監測器電路，其中該拐角偏壓電路經組態以回應於自該電流監測器電路接收之該電流監測信號而產生一輔助偏壓電壓； 一偏壓電流源，其耦合至該斜坡緩衝器輸入裝置之一輸出，其中該斜坡緩衝器輸入裝置及該偏壓電流源耦合於一電源線與接地之間； 一輔助電流源，其耦合至該拐角偏壓電路且耦合於該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出與接地之間，其中該輔助電流源經組態以回應於自該拐角偏壓電路接收之該輔助偏壓電壓而將一輔助電流自該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出傳導至接地。
  2. 如請求項1之斜坡緩衝器電路，其中該電流監測器電路包括一電流監測器電晶體，該電流監測器電晶體具有耦合至該電源線之一源極以及耦合至該斜坡緩衝器輸入裝置之一閘極及一汲極，其中該電流監測器電路經組態以在該電流監測器電晶體之該閘極處產生該電流監測信號。
  3. 如請求項1之斜坡緩衝器電路，其中該輔助電流源包括耦合於該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出與接地之間的一輔助電流電晶體，其中該輔助電流電晶體包含經耦合以自該拐角偏壓電路接收該輔助偏壓電壓之一閘極。
  4. 如請求項3之斜坡緩衝器電路，其中該輔助電流源進一步包括： 一取樣與保持電容器，其耦合至該輔助電流電晶體之該閘極以保持自該拐角偏壓電路接收之該輔助偏壓電壓；及 一取樣與保持開關，其耦合至該取樣與保持電容器，其中該取樣與保持開關經組態以將自該拐角偏壓電路接收之該輔助偏壓電壓取樣至該取樣與保持電容器上。
  5. 如請求項1之斜坡緩衝器電路，其中該拐角偏壓電路包括： 一拐角偏壓輸入裝置，其具有經耦合以自該電流監測器電路接收該電流監測信號之一輸入，其中該拐角偏壓輸入裝置經組態以回應於來自該電流監測器電路之該電流監測信號而產生一拐角偏壓監測電流；及 一偏壓產生器電路，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置以接收該拐角偏壓監測電流，其中該偏壓產生器經組態以回應於自該拐角偏壓輸入裝置接收之該拐角偏壓監測電流而產生該輔助偏壓電壓。
  6. 如請求項5之斜坡緩衝器電路，其中該偏壓產生器電路包括： 一第一偏壓產生器電流源，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置，其中該拐角偏壓輸入裝置及該第一偏壓產生器電流源耦合於該電源線與接地之間； 一電流-電壓轉換器，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置及該第一偏壓產生器電流源； 一第二偏壓產生器電流源，其耦合至該電流-電壓轉換器；及 一複製輔助電流源，其耦合至該第二偏壓產生器電流源。
  7. 如請求項6之斜坡緩衝器電路，其中該第一偏壓產生器電流源包括： 一第一偏壓產生器電晶體，其耦合於該拐角偏壓輸入裝置與接地之間； 一第一偏壓產生器開關，其耦合於該拐角偏壓輸入裝置與該第一偏壓產生器電晶體之一閘極之間；及 一第一偏壓產生器電容器，其耦合於該第一偏壓產生器電晶體之該閘極與接地之間。
  8. 如請求項6之斜坡緩衝器電路，其中該電流-電壓轉換器包括： 一電流-電壓電晶體，其耦合至該電源線；及 一電流-電壓開關，其耦合於該電流-電壓電晶體與該第一偏壓產生器電流源之間，其中該電流-電壓電晶體之一閘極及一汲極耦合至該電流-電壓開關，其中該電流-電壓轉換器之一輸出電壓在該電流-電壓電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  9. 如請求項6之斜坡緩衝器電路，其中該第二偏壓產生器電流源包括： 一取樣與保持電路，其經耦合以自該電流-電壓轉換器接收一輸出電壓；及 一第二偏壓產生器電晶體，其耦合至該電源線，其中該第二偏壓產生器電晶體之一閘極耦合至該取樣與保持電路以接收自該電流-電壓轉換器取樣及保持之該輸出電壓。
  10. 如請求項6之斜坡緩衝器電路，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第二偏壓產生器電流源與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  11. 如請求項5之斜坡緩衝器電路，其中該偏壓產生器電路包括： 一類比轉數位轉換器，其經耦合以自該拐角偏壓輸入裝置接收該拐角偏壓監測電流來產生該拐角偏壓監測電流之一數位表示； 一邏輯電路，其經耦合以自該類比轉數位轉換器接收該拐角偏壓監測電流之該數位表示，其中該邏輯電路經組態以回應於該拐角偏壓監測電流之該數位表示而產生一數位輔助電壓偏壓設定信號；及 一輔助偏壓電壓產生器，其經組態以回應於數位輔助電壓偏壓設定信號而產生該輔助偏壓電壓。
  12. 如請求項11之斜坡緩衝器電路，其中該類比轉數位轉換器包括： 一第一可變電流源，其經耦合以汲取一第一可變電流；及 一電流比較器電路，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置及該第一可變電流源，其中該電流比較器電路經組態以回應於傳導穿過該第一可變電流源之該第一可變電流與該拐角偏壓監測電流之一比較而控制該第一可變電流源，其中該電流比較器電路經組態以回應於傳導穿過該第一可變電流源之該第一可變電流與該拐角偏壓監測電流之該比較而產生該拐角偏壓監測電流之該數位表示。
  13. 如請求項11之斜坡緩衝器電路，其中該輔助偏壓電壓產生器包括： 一第二可變電流源，其耦合至該邏輯電路，其中該第二可變電流源經組態以回應於來自該邏輯電路之該數位輔助電壓偏壓設定信號而傳導一第二可變電流； 一第一電流鏡電晶體，其耦合於該電源線與該第二可變電流源之間，其中該第二可變電流被傳導穿過該第一電流鏡電晶體； 一第二電流鏡電晶體，其耦合至該電源線，其中該第二電流鏡電晶體之一閘極耦合至該第一電流鏡電晶體之一閘極及一汲極，其中一鏡像第二可變電流被傳導穿過該第二電流鏡電晶體；及 一複製輔助電流源，其耦合至該第二電流鏡電晶體。
  14. 如請求項13之斜坡緩衝器電路，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第二電流鏡電晶體與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  15. 如請求項11之斜坡緩衝器電路，其中該類比轉數位轉換器包括： 一參考電流源，其經耦合以汲取一參考電流； 一電流比較器電路，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置、該參考電流源及該邏輯電路；及 一可變電流源電路，其經耦合以自該邏輯電路接收該數位輔助電壓偏壓設定信號，其中該邏輯電路經組態以回應於由該電流比較器對該拐角偏壓監測電流及經組態以被提供至該電流比較器電路之一輸入之一第一可變電流與該參考電流進行之一比較而控制該可變電流源電路來控制該第一可變電流。
  16. 如請求項15之斜坡緩衝器電路，其中該類比轉數位轉換器進一步包括： 一第一電流鏡電晶體，其耦合至該電源線及該電流比較器電路，其中該第一電流鏡電晶體經組態以將該第一可變電流提供至該電流比較器電路之該輸入；及 一第二電流鏡電晶體，其耦合至該電源線、該可變電流源電路及該第一電流鏡電晶體，其中該第一電流鏡電晶體之一閘極耦合至該第二電流鏡電晶體之一閘極及一汲極，其中該第二電流鏡電晶體及該可變電流源電路耦合於該電源線與接地之間，其中一第二可變電流經組態以被傳導穿過該第二電流鏡電晶體及該可變電流源電路。
  17. 如請求項16之斜坡緩衝器電路，其中該輔助偏壓電壓產生器包括： 一第三電流鏡電晶體，其耦合至該電源線，其中該第三電流鏡電晶體之一閘極耦合至該第二電流鏡電晶體之該閘極及該汲極，其中該第三電流鏡電晶體經組態以提供一第三可變電流；及 一複製輔助電流源，其耦合至該第三電流鏡電晶體。
  18. 如請求項17之斜坡緩衝器電路，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第三電流鏡電晶體與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  19. 如請求項15之斜坡緩衝器電路，其中該類比轉數位轉換器進一步包括： 一第一開關，其耦合於該可變電流源電路與該電流比較器電路之該輸入之間，其中該可變電流源電路及該第一開關耦合於該電源線與該電流比較器電路之該輸入之間；及 一第二開關，其耦合於該可變電流源電路與該輔助偏壓電壓產生器之間， 其中在一校準操作期間，該第一開關經組態以接通且該第二開關經組態以關斷，其中在該校準操作期間，該第一可變電流經組態以透過該第一開關而自該可變電流源電路被提供至該電流比較器電路之該輸入， 其中在該校準操作完成之後，該第一開關經組態以關斷且該第二開關經組態以接通，其中在該校準操作完成之後，一第二可變電流經組態以透過該第二開關而自該可變電流源電路被提供至該輔助偏壓電壓產生器。
  20. 如請求項19之斜坡緩衝器電路，其中該輔助偏壓電壓產生器包括耦合至該第二開關之一複製輔助電流源。
  21. 如請求項20之斜坡緩衝器電路，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第二開關與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  22. 一種成像系統，其包括： 一像素陣列，其用以接收影像光並作為回應產生一影像電荷電壓信號；及 讀出電路系統，其經耦合以自該像素陣列接收該影像電荷電壓信號並作為回應提供該影像電荷電壓信號之一數位表示，該讀出電路系統包含一比較器，該比較器用以接收該影像電荷電壓信號、比較該影像電荷電壓信號與來自一斜坡產生器之一斜坡信號並作為回應提供該影像電荷電壓信號之該數位表示，其中該比較器經耦合以透過一斜坡緩衝器電路接收該斜坡信號，其中該斜坡緩衝器電路包括： 一斜坡緩衝器輸入裝置，其具有經耦合以接收該斜坡信號之一輸入；一電流監測器電路，其耦合至一電源線及該斜坡緩衝器輸入裝置，其中該電流監測器電路經組態以回應於傳導穿過該斜坡緩衝器輸入裝置之一輸入電流而產生一電流監測信號；一拐角偏壓電路，其耦合至該電流監測器電路，其中該拐角偏壓電路經組態以回應於自該電流監測器電路接收之該電流監測信號而產生一輔助偏壓電壓；一偏壓電流源，其耦合至該斜坡緩衝器輸入裝置之一輸出，其中該斜坡緩衝器輸入裝置及該偏壓電流源耦合於一電源線與接地之間；一輔助電流源，其耦合至該拐角偏壓電路且耦合於該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出與接地之間，其中該輔助電流源經組態以回應於自該拐角偏壓電路接收之該輔助偏壓電壓而將一輔助電流自該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出傳導至接地。
  23. 如請求項22之成像系統，其中該電流監測器電路包括一電流監測器電晶體，該電流監測器電晶體具有耦合至該電源線之一源極以及耦合至該斜坡緩衝器輸入裝置之一閘極及一汲極，其中該電流監測器電路經組態以在該電流監測器電晶體之該閘極處產生該電流監測信號。
  24. 如請求項22之成像系統，其中該輔助電流源包括耦合於該斜坡緩衝器輸入裝置之該輸出與接地之間的一輔助電流電晶體，其中該輔助電流電晶體包含經耦合以自該拐角偏壓電路接收該輔助偏壓電壓之一閘極。
  25. 如請求項24之成像系統，其中該輔助電流源進一步包括： 一取樣與保持電容器，其耦合至該輔助電流電晶體之該閘極以保持自該拐角偏壓電路接收之該輔助偏壓電壓；及 一取樣與保持開關，其耦合至該取樣與保持電容器，其中該取樣與保持開關經組態以將自該拐角偏壓電路接收之該輔助偏壓電壓取樣至該取樣與保持電容器上。
  26. 如請求項22之成像系統，其中該拐角偏壓電路包括： 一拐角偏壓輸入裝置，其具有經耦合以自該電流監測器電路接收該電流監測信號之一輸入，其中該拐角偏壓輸入裝置經組態以回應於來自該電流監測器電路之該電流監測信號而產生一拐角偏壓監測電流；及 一偏壓產生器電路，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置以接收該拐角偏壓監測電流，其中該偏壓產生器經組態以回應於自該拐角偏壓輸入裝置接收之該拐角偏壓監測電流而產生該輔助偏壓電壓。
  27. 如請求項26之成像系統，其中該偏壓產生器電路包括： 一第一偏壓產生器電流源，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置，其中該拐角偏壓輸入裝置及該第一偏壓產生器電流源耦合於該電源線與接地之間； 一電流-電壓轉換器，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置及該第一偏壓產生器電流源； 一第二偏壓產生器電流源，其耦合至該電流-電壓轉換器；及 一複製輔助電流源，其耦合至該第二偏壓產生器電流源。
  28. 如請求項27之成像系統，其中該第一偏壓產生器電流源包括： 一第一偏壓產生器電晶體，其耦合於該拐角偏壓輸入裝置與接地之間； 一第一偏壓產生器開關，其耦合於該拐角偏壓輸入裝置與該第一偏壓產生器電晶體之一閘極之間；及 一第一偏壓產生器電容器，其耦合於該第一偏壓產生器電晶體之該閘極與接地之間。
  29. 如請求項27之成像系統，其中該電流-電壓轉換器包括： 一電流-電壓電晶體，其耦合至該電源線；及 一電流-電壓開關，其耦合於該電流-電壓電晶體與該第一偏壓產生器電流源之間，其中該電流-電壓電晶體之一閘極及一汲極耦合至該電流-電壓開關，其中該電流-電壓轉換器之一輸出電壓在該電流-電壓電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  30. 如請求項27之成像系統，其中該第二偏壓產生器電流源包括： 一取樣與保持電路，其經耦合以自該電流-電壓轉換器接收一輸出電壓；及 一第二偏壓產生器電晶體，其耦合至該電源線，其中該第二偏壓產生器電晶體之一閘極耦合至該取樣與保持電路以接收自該電流-電壓轉換器取樣及保持之該輸出電壓。
  31. 如請求項27之成像系統，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第二偏壓產生器電流源與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  32. 如請求項26之成像系統，其中該偏壓產生器電路包括： 一類比轉數位轉換器，其經耦合以自該拐角偏壓輸入裝置接收該拐角偏壓監測電流來產生該拐角偏壓監測電流之一數位表示； 一邏輯電路，其經耦合以自該類比轉數位轉換器接收該拐角偏壓監測電流之該數位表示，其中該邏輯電路經組態以回應於該拐角偏壓監測電流之該數位表示而產生一數位輔助電壓偏壓設定信號；及 一輔助偏壓電壓產生器，其經組態以回應於數位輔助電壓偏壓設定信號而產生該輔助偏壓電壓。
  33. 如請求項32之成像系統，其中該類比轉數位轉換器包括： 一第一可變電流源，其經耦合以汲取一第一可變電流；及 一電流比較器電路，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置及該第一可變電流源，其中該電流比較器電路經組態以回應於傳導穿過該第一可變電流源之該第一可變電流與該拐角偏壓監測電流之一比較而控制該第一可變電流源，其中該電流比較器電路經組態以回應於傳導穿過該第一可變電流源之該第一可變電流與該拐角偏壓監測電流之該比較而產生該拐角偏壓監測電流之該數位表示。
  34. 如請求項32之成像系統，其中該輔助偏壓電壓產生器包括： 一第二可變電流源，其耦合至該邏輯電路，其中該第二可變電流源經組態以回應於來自該邏輯電路之該數位輔助電壓偏壓設定信號而傳導一第二可變電流； 一第一電流鏡電晶體，其耦合於該電源線與該第二可變電流源之間，其中該第二可變電流被傳導穿過該第一電流鏡電晶體； 一第二電流鏡電晶體，其耦合至該電源線，其中該第二電流鏡電晶體之一閘極耦合至該第一電流鏡電晶體之一閘極及一汲極，其中一鏡像第二可變電流被傳導穿過該第二電流鏡電晶體；及 一複製輔助電流源，其耦合至該第二電流鏡電晶體。
  35. 如請求項34之成像系統，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第二電流鏡電晶體與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  36. 如請求項32之成像系統，其中該類比轉數位轉換器包括： 一參考電流源，其經耦合以汲取一參考電流； 一電流比較器電路，其耦合至該拐角偏壓輸入裝置、該參考電流源及該邏輯電路； 一可變電流源電路，其經耦合以自該邏輯電路接收該數位輔助電壓偏壓設定信號，其中該可變電流源電路經組態以回應於由該電流比較器對該拐角偏壓監測電流及經組態以被提供至該電流比較器電路之一輸入之一第一可變電流與該參考電流進行之一比較而控制該第一可變電流。
  37. 如請求項36之成像系統，其中該類比轉數位轉換器進一步包括： 一第一電流鏡電晶體，其耦合至該電源線及該電流比較器電路，其中該第一電流鏡電晶體經組態以將該第一可變電流提供至該電流比較器電路之該輸入；及 一第二電流鏡電晶體，其耦合至該電源線、該可變電流源電路及該第一電流鏡電晶體，其中該第一電流鏡電晶體之一閘極耦合至該第二電流鏡電晶體之一閘極及一汲極，其中該第二電流鏡電晶體及該可變電流源電路耦合於該電源線與接地之間，其中一第二可變電流經組態以被傳導穿過該第二電流鏡電晶體及該可變電流源電路。
  38. 如請求項37之成像系統，其中該輔助偏壓電壓產生器包括： 一第三電流鏡電晶體，其耦合至該電源線，其中該第三電流鏡電晶體之一閘極耦合至該第二電流鏡電晶體之該閘極及該汲極，其中該第三電流鏡電晶體經組態以提供一第三可變電流；及 一複製輔助電流源，其耦合至該第三電流鏡電晶體。
  39. 如請求項38之成像系統，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第三電流鏡電晶體與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
  40. 如請求項36之成像系統，其中該類比轉數位轉換器進一步包括： 一第一開關，其耦合於該可變電流源電路與該電流比較器電路之該輸入之間，其中該可變電流源電路及該第一開關耦合於該電源線與該電流比較器電路之該輸入之間；及 一第二開關，其耦合於該可變電流源電路與該輔助偏壓電壓產生器之間， 其中在一校準操作期間，該第一開關經組態以接通且該第二開關經組態以關斷，其中在該校準操作期間，該第一可變電流經組態以透過該第一開關而自該可變電流源電路被提供至該電流比較器電路之該輸入， 其中在該校準操作完成之後，該第一開關經組態以關斷且該第二開關經組態以接通，其中在該校準操作完成之後，一第二可變電流經組態以透過該第二開關而自該可變電流源電路被提供至該輔助偏壓電壓產生器。
  41. 如請求項40之成像系統，其中該輔助偏壓電壓產生器包括耦合至該第二開關之一複製輔助電流源。
  42. 如請求項41之成像系統，其中該複製輔助電流源包括： 複製輔助電晶體，其具有耦合在一起之一閘極及一汲極；及 一複製輔助開關，其耦合至該複製輔助電晶體，其中該複製輔助電晶體及該複製輔助開關耦合於該第二開關與接地之間，其中該輔助偏壓電壓經組態以在該複製輔助電晶體之該閘極及該汲極處產生。
TW112112148A 2022-04-13 2023-03-30 用於在局域斜坡緩衝器電路中之斜坡穩定輔助電路的校準電路 TWI909151B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/659,045 US11968468B2 (en) 2022-04-13 2022-04-13 Calibration circuit for ramp settling assist circuit in local ramp buffer circuit
US17/659,045 2022-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202348023A TW202348023A (zh) 2023-12-01
TWI909151B true TWI909151B (zh) 2025-12-21

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180167573A1 (en) 2016-12-12 2018-06-14 Omnivision Technologies, Inc. Current injection for fast ramp start-up during analog-to-digital operations

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180167573A1 (en) 2016-12-12 2018-06-14 Omnivision Technologies, Inc. Current injection for fast ramp start-up during analog-to-digital operations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107888850B (zh) 用于提供增加的模/数转换范围的成像系统和设备及方法
CN111698439B (zh) 具有减少的斜坡稳定时间的积分斜坡电路
CN104980670B (zh) 图像传感器读出电路及成像系统
CN102625060B (zh) 用于移动式应用的cmos图像传感器的动态范围扩展
CN114650382B (zh) 用于单斜率模/数转换器的具有dc切断装置的比较器级
CN111565047B (zh) 单斜率模数转换器的比较器输出电路
TWI813038B (zh) 比較器第一級箝位
CN116916178B (zh) 用于电流积分斜坡dac稳定辅助电路的修整控制电路
CN117479034A (zh) 具有无源差分检测电路系统的低功率事件驱动像素及用于其的复位控制电路
CN107613230B (zh) 高分辨率大动态范围数字化读出装置及其读出方法
CN119450248A (zh) 分布式斜坡线性度补偿电路
CN116915255B (zh) 用于本地斜波缓冲器电路中斜波稳定辅助电路的校准电路
TWI898198B (zh) 局部斜坡緩衝電路中之斜坡穩定輔助電路
TWI909151B (zh) 用於在局域斜坡緩衝器電路中之斜坡穩定輔助電路的校準電路
CN118554750B (zh) 具有改进的负泵电压稳定的图像传感器及其电路系统
TWI898167B (zh) 低功率電流積分dac斜坡穩定輔助電路
US12199632B2 (en) Dynamic current control for column ADC
CN117135486A (zh) 电压域全局快门读出电路
CN207779564U (zh) 具有背景电流自补偿的红外读出电路
CN117135487B (zh) 电压域全局快门读出电路及成像系统