设计低噪音的CMOS图像传感器使用混合相关的多重采样技术
Seung Ju Youn1, Su Yeon Yun1, Hoyeon Lee1
1Department of Semiconductor Science, Dongguk University, Seoul 04620, Republic of Korea.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 9, 2023
概括
这项研究引入了一种新的混合相关多重采样 (HMS) 技术,用于CMOS图像传感器 (CIS). 在低光条件下,HMS方法在低光条件下显著减少了26.7%的暗随机噪声.
科学领域:
- 电子 电子 电子 电子 电子 电子 电子
- 图像传感器 图像传感器
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 在数字成像中,CMOS图像传感器 (CIS) 是至关重要的.
- 低照明条件对CIS的噪音降低构成挑战.
- 传统的相关双采样 (CDS) 在提高噪声性能方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种先进的采样技术,以改善CIS中的噪声特性.
- 为了提高CIS在低光条件下的性能.
- 介绍一种与适应式双增益模拟数字转换器 (ADC) 集成的新型混合相关多重采样 (HMS) 技术.
主要方法:
- 实现一个320×240CMOS图像传感器 (CIS).
- 使用拟议的混合相关多重采样 (HMS) 技术与自适应式双增益ADC.
- 根据落灯调整ADC增强,采用HMS或常规CDS,具有不同的升降信号.
主要成果:
- 使用上下计数器实现了11位ADC分辨率.
- 采用0.11微米CIS工艺制造,芯片面积为2.55mm × 4.3mm.
- 与传统的CDS相比,最大暗随机噪声减少了26.7%,优点数字改善了49.1%.
- 报告了每秒19的总功耗为5.1mW.
结论:
- 拟议的HMS技术有效地改善了CIS中的噪声特性,特别是在低光照明下.
- 与HMS集成的自适应式双增益ADC与传统方法相比,提供了更高的性能.
- 这一进步有助于在具有挑战性的照明环境中获得更高质量的成像.
