光检测元件、定时发生器及AD转换器的制作方法

根据本公开内容的实施方式涉及光检测元件、定时发生器和ad转换器。

背景技术：

1、存在在光检测元件的信号读取侧设置模数转换器(adc)的情况(见专利文献1至3)。

2、引用列表

3、专利文献

4、专利文献1：wo 2016/136448 a

5、专利文献2：wo 2018/037902 a

6、专利文献3：wo 2017/119220 a

技术实现思路

1、本发明要解决的问题

2、然而，需要adc的功率降低。

3、因此，本公开设置一种能够降低功耗的光检测元件、定时发生器和ad转换器。

4、问题的解决方案

5、为了解决上述课题，根据本公开设置了一种光检测元件，包括：

6、多个像素，其中，

7、多个像素中的每个像素包括：

8、物理信号获取单元，获取物理信号；

9、比较单元，将由物理信号获取单元获取的物理信号与基准信号进行比较；

10、信号累积浮动单元，与比较单元的一端电连接；

11、信号检测单元，与信号累积浮动单元电连接并检测比较单元的比较结果；

12、信号放大单元，放大信号检测单元的检测结果；

13、信号存储单元，存储时间码；

14、信号输入输出单元，输入和输出时间码；以及

15、信号控制单元，基于比较结果执行控制以将信号输入输出单元输出的时间码存储在信号存储单元中，并且将比较结果反转时的时间码输出到信号输入输出单元，时间码存储在信号存储单元中，以及

16、并行操作像素中的两个以上像素。

17、还可以设置：

18、至少两个像素组，每个像素组检测物理信号；以及

19、存储控制单元，对每个像素组执行控制以在信号存储单元中存储时间码，并控制是否对存储在信号存储单元中的时间码进行更新。

20、比较单元可包括晶体管，该晶体管包括：栅极，通过物理信号获取单元获取的物理信号输入栅极；源极，基准信号输入源极；以及漏极，漏极与信号累积浮动单元电连接；

21、比较单元可基于晶体管的栅极源极电压和晶体管的阈值改变信号累积浮动单元的电压，以使信号检测单元能够执行检测，以及

22、信号检测单元可以被布置在像素阵列单元中。

23、还可以设置电容器，该电容器连接在生成基准信号的基准信号生成单元与晶体管的源极之间。

24、还可以设置连接单元，该连接单元连接在晶体管的源极与晶体管的栅极之间，并且在预定定时与晶体管的源极和晶体管的栅极电连接。

25、多个物理信号获取单元可共用比较单元。

26、信号放大单元可以是正反馈电路。

27、物理信号获取单元、比较单元、信号累积浮动单元、信号检测单元、信号放大单元、信号控制单元、信号存储单元和信号输入输出单元可跨至少两个半导体芯片布置。

28、多个物理信号获取单元可共用信号输入输出单元。

29、信号输入输出单元可包括触发器。

30、信号输入输出单元可包括三态反相器。

31、可以设置至少两个信号存储单元。

32、可设置至少两个信号输入输出单元，以分别与至少两个信号存储单元中的一个信号存储单元对应。

33、还可设置信号处理单元，该信号处理单元执行图像处理和存储在至少两个信号存储单元中的信号之间的减法处理中的至少一者。

34、根据本公开，设置了一种定时发生器，包括：

35、第一电路、第二电路和运算电路，其中，

36、第一电路基于一个输入信号输出通过延迟输入信号的反相定时获得的第一输出信号以及用于激活第二电路的激活信号，

37、第二电路基于激活信号被激活，并且输出第二输出信号，并且

38、运算电路对第一输出信号和第二输出信号进行计算以输出第三输出信号。

39、激活信号可以是第二电路的第一电源电压。

40、第二电路可以是在第二电路未被激活的时段中第一电路的第二电源电压。

41、第一电路和第二电路包括串联连接的第一正反馈电路和第二正反馈电路。

42、根据本公开，设置了一种ad转换器，包括：

43、定时发生器；

44、信号存储单元，存储时间码；以及

45、信号控制单元，基于第三输出信号执行控制以将时间码存储在信号存储单元中。

46、第一电路可输出在第一定时反相的第一输出信号，

47、第二电路可输出在第一定时之后的第二定时反相的第二输出信号，运算电路可输出在第一定时和第二定时反相的第三输出信号，并且

48、信号控制单元可在第一定时开始在信号存储单元中存储时间码，并且可在第二定时停止在信号存储单元中存储时间码。

技术特征：

1.一种光检测元件，包括：

2.根据权利要求1所述的光检测元件，还包括：

3.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，

4.根据权利要求3所述的光检测元件，还包括电容器，所述电容器连接在生成所述基准信号的基准信号生成单元与所述晶体管的所述源极之间。

5.根据权利要求4所述的光检测元件，还包括连接单元，所述连接单元连接在所述晶体管的所述源极与所述晶体管的所述栅极之间，并且在预定定时与所述晶体管的所述源极和所述晶体管的所述栅极电连接。

6.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，多个所述物理信号获取单元共用所述比较单元。

7.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述信号放大单元包括正反馈电路。

8.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述物理信号获取单元、所述比较单元、所述信号累积浮动单元、所述信号检测单元、所述信号放大单元、所述信号控制单元、所述信号存储单元和所述信号输入输出单元跨至少两个半导体芯片布置。

9.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，多个所述物理信号获取单元共用所述信号输入输出单元。

10.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述信号输入输出单元包括触发器。

11.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，所述信号输入输出单元包括三态反相器。

12.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，设置有至少两个所述信号存储单元。

13.根据权利要求12所述的光检测元件，其中，设置有至少两个所述信号输入输出单元，以与至少两个所述信号存储单元中的相应一个信号存储单元对应。

14.根据权利要求12所述的光检测元件，还包括信号处理单元，所述信号处理单元执行图像处理和存储在至少两个所述信号存储单元中的信号之间的减法处理中的至少一者。

15.一种定时发生器，包括：

16.根据权利要求15所述的定时发生器，其中，所述激活信号包括所述第二电路的第一电源电压。

17.根据权利要求15所述的定时发生器，其中，所述第二电路包括在所述第二电路未被激活的时段中所述第一电路的第二电源电压。

18.根据权利要求15所述的定时发生器，其中，所述第一电路和所述第二电路包括串联连接的第一正反馈电路和第二正反馈电路。

19.一种模数(ad)转换器，包括：

20.根据权利要求19所述的模数转换器，其中，

技术总结[问题]降低功耗。[解决方案]该光检测元件包括多个像素，多个像素中的每个像素具有用于获取物理信号的物理信号获取单元、用于将由物理信号获取单元获取的该物理信号与基准信号进行比较的比较单元，信号累积浮动单元，与比较单元的一端电连接；信号检测单元，与信号累积浮动单元电连接并检测比较单元的比较结果，信号放大单元，用于放大信号检测单元的检测结果；信号存储单元，用于存储时间码；信号输入输出单元，用于输入/输出时间码，以及信号控制单元，用于进行控制以使存储单元存储从信号输入输出单元输出的时间码，并且将时间码输出到信号输入输出单元，比较结果反转时的时间码存储在信号存储单元中，其中，至少两个或多个像素并行操作。技术研发人员：榊原雅树受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23