요 약 컴퓨터 및 핸드폰과 같은 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 여러 화상 Data의 용도의 다양성 및 quality가 중요한 요소로 부각되어지고 있다. 또한 디지털 카메라 보급의 증가는 언제 어디서든 사진을 찍을 수 있는 휴대성이라는 측면에서의 요구를 점점 커지게 하고 있다. CMOS형 이미지 센서는 Charge Coupled Device(CCD)형 이미지 센서에 비해 저전력, 저전압, 고집적도 등의 장점을 갖는다. CMOS 산업의 성장과 공정기술의 발달은 ...
요 약 컴퓨터 및 핸드폰과 같은 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 여러 화상 Data의 용도의 다양성 및 quality가 중요한 요소로 부각되어지고 있다. 또한 디지털 카메라 보급의 증가는 언제 어디서든 사진을 찍을 수 있는 휴대성이라는 측면에서의 요구를 점점 커지게 하고 있다. CMOS형 이미지 센서는 Charge Coupled Device(CCD)형 이미지 센서에 비해 저전력, 저전압, 고집적도 등의 장점을 갖는다. CMOS 산업의 성장과 공정기술의 발달은 CMOS 이미지 센서가 시장에서 성공적인 발판을 마련할 수 있는 계기가 되었다. 그러나 deep submicron의 공정상에서 낮은 공급 전압으로 인해 신호 범위가 작아지는 단점을 가져오게 되었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 PMOS 리셋 Tr의 사용, dual의 공급전압을 사용하거나 두꺼운 산화막을 가지는 Tr을 사용하는 방법이 채택되기도 하였다. 그러나 PMOS 리셋 Tr의 사용은 DR(Dynamic Range)의 범위를 증가시키기는 하나 여전히 source follow의 VT에 의한 제한 요소를 가지며, 두꺼운 산화막을 가지는 Tr의 사용은 최소 feature size를 크게 하기 때문에 적합하지 않은 방법이다. 일반적인 CMOS 이미지 센서는 픽셀의 값을 읽어내기 위하여 source follow를 통해 전압이나 전류를 증폭하여 빛의 세기를 측정하는 방식을 이용한다. 그러나 이러한 source follow의 이득은 단위 이득보다 적기 때문에 신호의 손실이 생길 수밖에 없다. 본 논문에서는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 가지는 CGA(Common Gate Amplifier) 구조의 새로운 픽셀 구조를 제안하였다. PWM 방식은 빛의 세기를 픽셀내의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)의 열화가 없는 비교기를 통하여 디지털 펄스의 폭으로 변환시켜준다. 이는 비교기의 단위이득 보다 큰 이득을 통하여 펄스의 출력 시 적은 지터(Jitter) 잡음을 가지게 하는 이점을 가지고 있다. PWM 이미지 센서 구조에서 가장 중요시 되는 것이 픽셀의 크기이다. 이러한 픽셀의 크기를 줄이기 위하여 하나의 Tr로써 CGA 구조를 가지는 비교기를 통하여 4-Tr 구조의 픽셀을 제안하였다. 이는 저전압상에서 기존의 픽셀 구조보다 큰 신호범위를 가지며 적은 누설전류를 통한 적은 소비 전압을 가지게 한다.
요 약 컴퓨터 및 핸드폰과 같은 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 여러 화상 Data의 용도의 다양성 및 quality가 중요한 요소로 부각되어지고 있다. 또한 디지털 카메라 보급의 증가는 언제 어디서든 사진을 찍을 수 있는 휴대성이라는 측면에서의 요구를 점점 커지게 하고 있다. CMOS형 이미지 센서는 Charge Coupled Device(CCD)형 이미지 센서에 비해 저전력, 저전압, 고집적도 등의 장점을 갖는다. CMOS 산업의 성장과 공정기술의 발달은 CMOS 이미지 센서가 시장에서 성공적인 발판을 마련할 수 있는 계기가 되었다. 그러나 deep submicron의 공정상에서 낮은 공급 전압으로 인해 신호 범위가 작아지는 단점을 가져오게 되었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 PMOS 리셋 Tr의 사용, dual의 공급전압을 사용하거나 두꺼운 산화막을 가지는 Tr을 사용하는 방법이 채택되기도 하였다. 그러나 PMOS 리셋 Tr의 사용은 DR(Dynamic Range)의 범위를 증가시키기는 하나 여전히 source follow의 VT에 의한 제한 요소를 가지며, 두꺼운 산화막을 가지는 Tr의 사용은 최소 feature size를 크게 하기 때문에 적합하지 않은 방법이다. 일반적인 CMOS 이미지 센서는 픽셀의 값을 읽어내기 위하여 source follow를 통해 전압이나 전류를 증폭하여 빛의 세기를 측정하는 방식을 이용한다. 그러나 이러한 source follow의 이득은 단위 이득보다 적기 때문에 신호의 손실이 생길 수밖에 없다. 본 논문에서는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 가지는 CGA(Common Gate Amplifier) 구조의 새로운 픽셀 구조를 제안하였다. PWM 방식은 빛의 세기를 픽셀내의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)의 열화가 없는 비교기를 통하여 디지털 펄스의 폭으로 변환시켜준다. 이는 비교기의 단위이득 보다 큰 이득을 통하여 펄스의 출력 시 적은 지터(Jitter) 잡음을 가지게 하는 이점을 가지고 있다. PWM 이미지 센서 구조에서 가장 중요시 되는 것이 픽셀의 크기이다. 이러한 픽셀의 크기를 줄이기 위하여 하나의 Tr로써 CGA 구조를 가지는 비교기를 통하여 4-Tr 구조의 픽셀을 제안하였다. 이는 저전압상에서 기존의 픽셀 구조보다 큰 신호범위를 가지며 적은 누설전류를 통한 적은 소비 전압을 가지게 한다.
ABSTRACT Communication technology such as computers and cell phone based on the rapid development of multiple video Data's purpose is diversity and quality has emerged as an important element. In addition, the increase in supply when a digital camera to take pictures anywhere in the mobility of the ...
ABSTRACT Communication technology such as computers and cell phone based on the rapid development of multiple video Data's purpose is diversity and quality has emerged as an important element. In addition, the increase in supply when a digital camera to take pictures anywhere in the mobility of the growing demand is large. CMOS type image sensor has advantages of the low-power, low voltage, high density than Charge Coupled Device (CCD) type image sensor. Industry's growth and development of CMOS process technology, the CMOS image sensor, a successful foothold in the market was to be established. Low supply voltage of deep submicron process, but on the downside due to the small signal range is imported. To overcome these problems the use of PMOS reset transistor, dual use of the supply voltage, or the thick oxide transistors and how to use the two has been adopted. PMOS reset transistor, however, the use of the DR (Dynamic Range) to increase the scope of the source follow a necessarily limited by the VT, the use of thick oxide transistors is not relevant because it have a larger minimum feature size. A typical CMOS image sensor amplifiers voltage or current through source follow to read the value of the pixel. However, the source-follower used in a CMOS active pixel sensor (APS) suffers from degraded SNR due to its gain being less than unity. In this paper PWM (Pulse Width Modulation) of the structure of a common-gate-amplifier has proposed a new pixel structure. A PWM pixel can convert light intensity to a digital pulse width by using an in-pixel comparator with a low power-supply voltage without any degradation of signal-to-noise ratio (SNR). The benefit comes from a small jitter noise in pulse coding, which is suppressed by using a voltage gain larger than unity for the in-pixel comparator. Size is the most important issues in PWM imagers. To reduce the size of these pixels, with a comparison of the transistor through the common-gate-amplifier structure to a 4-transistor pixel structure was proposed. proposed pixel has Larger signal range, low voltage leakage current and low power consumption than the conventional structure of the pixel.
ABSTRACT Communication technology such as computers and cell phone based on the rapid development of multiple video Data's purpose is diversity and quality has emerged as an important element. In addition, the increase in supply when a digital camera to take pictures anywhere in the mobility of the growing demand is large. CMOS type image sensor has advantages of the low-power, low voltage, high density than Charge Coupled Device (CCD) type image sensor. Industry's growth and development of CMOS process technology, the CMOS image sensor, a successful foothold in the market was to be established. Low supply voltage of deep submicron process, but on the downside due to the small signal range is imported. To overcome these problems the use of PMOS reset transistor, dual use of the supply voltage, or the thick oxide transistors and how to use the two has been adopted. PMOS reset transistor, however, the use of the DR (Dynamic Range) to increase the scope of the source follow a necessarily limited by the VT, the use of thick oxide transistors is not relevant because it have a larger minimum feature size. A typical CMOS image sensor amplifiers voltage or current through source follow to read the value of the pixel. However, the source-follower used in a CMOS active pixel sensor (APS) suffers from degraded SNR due to its gain being less than unity. In this paper PWM (Pulse Width Modulation) of the structure of a common-gate-amplifier has proposed a new pixel structure. A PWM pixel can convert light intensity to a digital pulse width by using an in-pixel comparator with a low power-supply voltage without any degradation of signal-to-noise ratio (SNR). The benefit comes from a small jitter noise in pulse coding, which is suppressed by using a voltage gain larger than unity for the in-pixel comparator. Size is the most important issues in PWM imagers. To reduce the size of these pixels, with a comparison of the transistor through the common-gate-amplifier structure to a 4-transistor pixel structure was proposed. proposed pixel has Larger signal range, low voltage leakage current and low power consumption than the conventional structure of the pixel.
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