高速CMOS图像传感器列ADC电路的设计研究

• 作 者: 周廉
• 出 处: 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: CMOS图像传感器 模数转换器 多路斜坡 电阻阵列 比较器

近年来,随着CMOS工艺技术和集成设计水平的不断进步,CMOS图像传感器凭借其低成本、低功耗、读取速度快、易于单片集成等优点,得到迅猛的发展,并在许多的固态成像领域取得广泛的应用。目前,如何提高CMOS图像传感器的各项性能,满足不同的用途成为了研究的热点。本论文重点研究了CMOS图像传感器的模数转换技术,并在此基础上提出了模数转换的设计方案。在对方案精心设计和仿真后,得出了一些研究成果,为今后研制更高ADC性能的CMOS图像传感器奠定了基础。围绕这一主题,本文做了如下的研究工作:在广泛阅读调研国内外相关文献的基础上,首先对CMOS图像传感器中ADC的基本工作原理、实现方式、种类、结构以及国内外发展现状进行了详细的介绍。接着分析并对比了各类ADC的优缺点,从CMOS图像传感器的系统要求出发,设计了一种适用于CMOS图像传感器列级的10bit多路斜坡单斜ADC,详细介绍了电路整体结构、工作模式以及仿真结果。电路采用两级转换的方式,设计了电阻阵列式多路斜坡发生器、高速比较器。在Cadence设计平台下对模拟电路进行设计、仿真与版图设计。电路采用0.5μm DPTM CMOS工艺制造。仿真结果表明,基本符合设计要求。