高動態(tài)CMOS圖像傳感器的研究與設(shè)計.pdf

1、CMOS圖像傳感器是集光電探測器，模擬電路和數(shù)字電路為一體的功能完善的超大模擬混合集成電路，其中最主要的兩個部分是像素部分和模擬電路部分。
　　本論文的重點(diǎn)是設(shè)計一款高動態(tài)的CMOS圖像傳感器，同時針對CMOS圖像傳感器理論進(jìn)行了深入研究。該研究對CMOS圖像傳感器芯片有著重要的理論意義和工程實(shí)用價值。動態(tài)范圍是圖像傳感器成像的重要指標(biāo)，較大的動態(tài)范圍可以探測到更寬光強(qiáng)范圍內(nèi)的場景信息。探測到的圖像細(xì)節(jié)更豐富。為了提高CMOS圖像

2、傳感器的動態(tài)范圍。首先其像素部分要滿足高動態(tài)范圍的要求，其次像素后一級的模擬轉(zhuǎn)換（ADC）的信號比也要滿足高動態(tài)范圍的要求。本論文的像素部分是采用勢研容量調(diào)節(jié)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高動態(tài)，ADC采用的是流水線ADC。
　　主要研究工作如下：
　　1.分析了像素的基本理論。包括光電探測器的基本原理。暗電流，噪聲。3管像素和4管像素的基本原理，同時分析了ADC的基本原理。
　　2.對藥物容量調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)高動態(tài)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并根據(jù)像

3、素對應(yīng)的提標(biāo)設(shè)計了一款10bit，10MSPS的流水線ADC,ADC中包含運(yùn)算放大器。動態(tài)緩存比較器，采樣電路和MDAC模塊電路。
　　3.對CMOS圖像傳感器的動態(tài)范圍進(jìn)行了仿真。同時對ADC的靜態(tài)性能和動態(tài)性能也進(jìn)行了仿真研究。
　　本文的設(shè)計部分采用的是UMC0.11um CMOS工藝，并運(yùn)用spectre和MATLAB工具進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明：動態(tài)范圍為66.3dB,DNL為-0.29-0.298LSB,INL為