文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
CMOS图像传感器的低功耗研究与设计
姓名:朱青云
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:卢结成
20080401
摘要辛说凸牡难芯坑肷杓啤目前,图像传感器市场主要有图像传感器和枷翊ǜ衅鳌图像传感器由于其较高的填充因子已经得到广泛的应用,但因其存在着多电压,高功耗,低速度,难与集成等缺点,限制了它的应用,特别是在要求低电压低功耗的移动设备而图像传感器讵是因为这些优点得到特别的关注,已经占领了移动设备比较关注的一个问题。特别近几年来,由于工艺大大提高,进入了深亚微米的功能模块将会集成到芯片里面,将允许芯片有更大的功能。因此在这些复杂的系统中,功耗的控制和优化将会越来越难。尤其对于图像传感器应用在便携有源像素图像传感器中,降低电源电压会降低信号的摆幅,相应地增加系统的噪如何提高图像传感器的动态范围而又满足低功耗的应用,是图像传感器何提高图像传感器的动态范围进行了分析与设计,进行了像素单元电路,模数转换器褪挚刂剖毙虻牡凸难芯坑肷杓疲詈螅云浣辛朔抡主要完成了以下工作:了条件重置的像素单元电路,如果对其条件重置危敲纯梢蕴岣咄枷翊ǜ衅本文的目标是在提高动态范围的基础上对图像传感器徒系偷墓潭J皆晟鵉中应用。的市场,而移动通信设备基本上都是电池供电。因此功耗将成为图像传感器时代,管子尺寸越来越小,电源电压相应降低,集成程度越来越高,结果,更多降低功耗可以通过选用较新的工艺或者降低电源电压,然而,在实现声,使得图像传感器的动态范围变窄、信噪比变低,影响成像的质量。设计中富有挑战性的课题。本文从系统设计的角度来看它的低功耗设计,主要有工艺级、结构级、电路级以及系统集成来实现。在文章结构上。本文首先分析了低功耗设计的重要性,然后论述了图像传感器和幕驹恚幼哦匀分析和验证。⒍訡枷翊ǜ衅魅绾翁岣叨段У母髦址椒ń辛硕员确治觯簧杓的动态范围叮中。
⒋酉低车慕嵌壬隙怨挠呕辛朔治觯缓蠖韵袼氐ピR约跋喙厮ú样进行了各具体电路设计和功耗优化:⑼瓿闪酥鸫伪平麬各单元具体电路,以及相关控制时序的优化和设计,,用软件对其进行仿真分析,在缭吹缪瓜拢芨鲋鸫伪平麬平均功耗仅为.。关键词:图像传感器动态范围低功耗逐次逼近
膇曲.Ⅵ,,,鹋,甋,.,印,,,.。.痶瓸,,琺瑂瓾,瑃瓵瑃琣瓼,Ⅵ厂,.
舶蕁——篊,縤’鴆..縒,瑃,瑃艳“:篈積:】甀阹篢瓵,.瑂篢,】琒
作者签名:垒垒塑论文原创性和授权使用声明中国科学技术大学学位本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。莎年孪跞
第滦髀课题背景图像传感器,普遍地存在动态范围过低的现象。因此,,,集成度保持着几乎每个月翻一倍的增长速度,信息技功的同时,也引发出了功耗方面的很多问题呢庑┒加Ω糜欣诠牡慕ú随着电子产品逐渐向高速度、低电压、低功耗和便携化方向的发展,系统对电路的要求也越来越高。特别是近几年来,由于集成电路工艺大大提高,进入了深亚微米时代,管子尺寸越来越小,电源电压相应降低,集成程度越来越高,结果,更多的功能模块将会集成到芯片里面,将允许芯片有更大的功能。因此随着集成电路的集成度、复杂度以及集成电路规模的增加,集成电路的功耗也随之迅速增加。因此,在这些复杂的系统中,功耗的控制和优化将会越来越难,将成为集成电路设计的一个关键因素。尤其对于枷翊ǜ衅髡庋桓霰阈接用的要求。目前,图像传感器主要有图像传感器和枷翊ǜ衅鳌5獵图像传感器由于其较高的填充因子徒系偷墓潭J皆晟鵉已经得到广泛的应用,但因其存在着多电压,高功耗,低速度,难与集成等缺点,限制了它的应用,特别是在要求低电压低功耗的移动设备中应用。而图像传感器正是因为这些优点得到特别的关注,特别是近年来,工艺大大提高,电源电压相应降低,移动通信设备基本上都是电池供电,低功耗的问题将成为设计的一个关键问题之一。传感器的动态范围而又满足低功耗的应用,是图像传感器设计中富有挑战性的课题。本章首先论述了低功耗研究的意义,发展趋势以及设计方法,然后叙述了图像传感器的研究现状和发展趋势,最后对本文的内容与组织作了一个介绍。提出了“摩尔定律”。术的发展证实了摩尔定律,而且业界也认为摩尔定