應用於0.18μm標準SiGe BiCMOS製程影像感測器之大陣列電路設計

The Design of Large Array Image Sensor in 0.18μm Standard SiGe BiCMOS Technology

張倫愷(Lun-Kai Chang)

指導教授 ： 徐永珍

國立清華大學/電機資訊學院/電子工程研究所/碩士(2011年)

摘要

本論文利用常見之標準SiGe BiCMOS製程設計一Full HD(1920x1080)影像陣列的影像感測器，期望能夠同時達到高動態範圍與30frame/s的規格。
因為1920x1080陣列走線阻值和寄生電容之數量級很可能影響訊號的傳遞，在讀出電路和數位訊號控制電路的設計上必須詳加考量。第四章將會針對整個影像感測器電路各區塊做逐步設計，並點出需詳加考量走線阻值和寄生電容的部分。期望這些經驗有助於往後設計出更接近商品規格的影像感測器。
動態範圍上，本論文使用的SiGe BC接面二極體具有極佳的靈敏度，在大範圍光強度下可以產生大範圍的光電流。為了處理大範圍的電流訊號，巧妙的利用SiGe BiCMOS製程中可順偏操作的二極體來做對數轉換，故影像感測器可獲得高動態偵測範圍至少132.7 dB(光電流範圍為10 pA~43 uA)，且在低照度的感測靈敏度可到0.01 lux。

關鍵字

CMOS影像感測器

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無資料

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CMOS imager sensor

參考文獻

[1] M. Bigas, E. Cabruja, J. Forest, J. Salvi, “Review of CMOS image sensors”, Microelectronics Journal 37 (2006) 433–451.

[2] Abbas El Gamal and Helmy Eltoukhy, “CMOS IMAGE SENSORS”, IEEE Circuits Devices Mag., pp. 6-20, May June 2005.

[3] Eric R. Fossum, “CMOS Image Sensors: Electronic Camera On A Chip”, IEEE Trans. Electron Devices, VOL. 44, NO. 10, pp. 1689-1698, OCTOBER 1997.

Response CMOS Image Sensor With High Output Voltage Swing and In-Pixel

February 2004.