0.5～1.2v65nm工藝下具有人眼成像特性的cmosdps設(shè)計(jì)

1、0.5~1.2V65nm工藝下具有工藝下具有人眼人眼成像特性的成像特性的CMOSDPS設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)A0.5~1.2VCMOSDPSfBionicHumanEyein65nmCMOSTechnology領(lǐng)域：集成電路工程作者姓名：金偉松指導(dǎo)教師：徐江濤副教授企業(yè)導(dǎo)師：李曉晨天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院二零一三年十一月摘要隨著CMOS工藝特征尺寸已發(fā)展進(jìn)入深亞微米級(jí)，輸出電壓擺幅的降低和噪聲水平的升高導(dǎo)致有源像素傳感器的信噪比、動(dòng)態(tài)范圍性能大幅下降

2、，這已成為有源像素傳感器動(dòng)態(tài)范圍不能達(dá)到CCD圖像傳感器相當(dāng)水平的瓶頸問題。同時(shí)，工藝尺寸減小可使像素內(nèi)部集成更多的晶體管，因而集成像素級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)器，具有動(dòng)態(tài)范圍不直接依賴電源電壓特性的CMOS數(shù)字像素傳感器（DigitalPixelSensDPS）成為當(dāng)今圖像傳感器領(lǐng)域研制的熱點(diǎn)和前沿。針對(duì)小尺寸工藝電源電壓下降的趨勢，本文提出了一種基于脈沖寬度調(diào)制原理的DPS。它采用斜坡電流比較方式從而避免使用復(fù)雜像素級(jí)比較器，并可在低電源

3、電壓下工作；通過調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率來量化不同光強(qiáng)范圍對(duì)應(yīng)的光生電流，可同時(shí)提高像素最大可探測光電流、降低最小可探測光電流，從而使動(dòng)態(tài)范圍得到明顯提高，并使DPS具有對(duì)數(shù)響應(yīng)特性，這使得該DPS具有人眼成像特性；像素級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)器的使用，使傳感器實(shí)現(xiàn)全并行曝光，達(dá)到較高的幀頻；通過調(diào)節(jié)斜坡比較電流斜率可調(diào)節(jié)DPS對(duì)弱光范圍響應(yīng)的靈敏度，因而會(huì)使這種傳感器具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)的DPS采用標(biāo)準(zhǔn)65nmCMOS工藝制作，像素尺寸為