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CMOS图像传感器是集光电探测器，模拟电路和数字电路为一体的功能完善的超大模拟混合集成电路，其中最主要的两个部分是像素部分和模拟电路部分。 本论文的重点是设计一款高动态的CMOS图像传感器，同时针对CMOS图像传感器理论进行了深入研究。该研究对CMOS图像传感器芯片有着重要的理论意义和工程实用价值。动态范围是图像传感器成像的重要指标，较大的动态范围可以探测到更宽光强范围内的场景信息。探测到的图像细节更丰富。为了提高CMOS图像传感器的动态范围。首先其像素部分要满足高动态范围的要求，其次像素后一级的模拟转换（ADC）的信号比也要满足高动态范围的要求。本论文的像素部分是采用势研容量调节技术来实现高动态，ADC采用的是流水线ADC。 主要研究工作如下： 1.分析了像素的基本理论。包括光电探测器的基本原理。暗电流，噪声。3管像素和4管像素的基本原理，同时分析了ADC的基本原理。 2.对药物容量调节实现高动态技术进行了详细的研究，并根据像素对应的提标设计了一款10bit，10MSPS的流水线ADC,ADC中包含运算放大器。动态缓存比较器，采样电路和MDAC模块电路。 3.对CMOS图像传感器的动态范围进行了仿真。同时对ADC的静态性能和动态性能也进行了仿真研究。 本文的设计部分采用的是UMC0.11um CMOS工艺，并运用spectre和MATLAB工具进行了仿真。仿真结果表明：动态范围为66.3dB,DNL为-0.29-0.298LSB,INL为-0.29-0.24LSB,SFDR为65.18dB,SNDR为60.012dB,ENOB为9.676bit。该结果满足了高动态CMOS图像传感器的设计指标。