CN104617930A - 比较器和使用比较器的模数转换器 - Google Patents

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Abstract

一种比较器包括：第一放大单元，适于差动放大像素信号和斜坡信号；第二放大单元，适于放大从所述第一放大单元输出的信号并且输出比较结果；电流控制单元，适于响应于所述比较结果而控制电流流动；以及电流补偿与噪声去除单元，适于在所述电流控制单元的控制下对电流进行补偿以及去除噪声。

Description

比较器和使用比较器的模数转换器
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年11月4日提交的申请号为10-2013-0132854的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明的示例性实施例涉及图像传感器电路，并且更具体地涉及能够进行电流补偿和降噪的比较器以及使用所述比较器的模数转换器。
背景技术
当前，随着对图像传感器的高帧速率需求的增长，图像传感器的读出方案已从串行模数转换(ADC)改变至列并行ADC以反映这些诉求。
单斜率ADC(SS-ADC)适应于列并行ADC方案。在列并行ADC结构中，由于ADC被布置至每个列，所以随着图像尺寸的增大，更多的ADC是必要的。
由于这个原因，前述传统技术具有在一个列中产生的电源噪声(诸如电流噪声)以与列的总数量相对应的量(例如，在5M的CMOS图像传感器中约2500列)被反映在图像中的问题。被反映在图像中的电源噪声导致水平噪声(HN)。此外，传统技术具有布置在每个列的ADC的每个比较器中产生输出噪声的问题。输出噪声是经由寄生电容器从比较器的输出端子踢回的电压噪声。
发明内容
本发明的各种示例性实施例涉及用于补偿电流且去除噪声的比较器以及使用所述比较器的模数转换器。
根据本发明的一个示例性实施例，比较器可以包括：第一放大单元，适于差动放大像素信号和斜坡信号；第二放大单元，适于放大从第一放大单元输出的信号并且输出比较结果；电流控制单元，适于响应于比较结果而控制电流流动；以及电流补偿与噪声去除单元，适于在电流控制单元的控制下补偿电流且去除噪声。
根据本发明的示例性实施例，模数转换器可以包括：比较单元，适于接收像素信号和斜坡信号、比较像素信号与斜坡信号、输出比较结果、以及响应于比较结果而控制电流流动以补偿电流且去除噪声；以及计数单元，适于对比较结果计数。
根据本发明的示例性实施例，比较器可以包括：第一放大单元，适于比较像素信号和斜坡信号；第二放大单元，适于放大第一放大单元的输出且将比较结果输出至比较器的输出端子；以及复制单元，适于响应于比较结果而产生第一内电流流动，其中第二放大单元和复制单元共同耦接至比较器的输出端子，其中第二放大单元在被激活期间产生第二内电流流动，并且其中复制单元使第一内电流流动的量相反于第二内电流流动的量而变化。
根据本发明的示例性实施例，可以使用复制电路来补偿电流以及去除噪声。
根据本发明的示例性实施例，可以通过去除诸如在单斜率ADC(SS-ADC)的比较器中产生的电流噪声的电源噪声来降低水平噪声(HN)以及去除诸如经由寄生电容器从比较器的输出端子踢回的电压噪声的输出噪声。
根据本发明的示例性实施例，经由电流补偿来改善在单斜率ADC中产生的电流分布，使得可以实现具有简单结构的比较器。此外，与具有两个静态放大器的ADC相比，电流假定量(current assumption)被降低。另外，可以实现低噪声操作使得操作范围的限制减小。
附图说明
图1是说明CMOS图像传感器的单斜率模数转换器的框图；
图2是图1中所示的比较器的电路图；
图3是说明比较器的操作的时序图；
图4是根据本发明的示例性实施例的比较器的电路图；
图5是说明图4中所示的比较器的操作的时序图；
图6是比较器的电路图；
图7是根据本发明的示例性实施例的比较器的电路图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同形式实施，并且不应当被解释为局限于本文所列的实施例。更确切地，提供这些实施例，使得本公开将充分和全面，并且向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。在本公开中，附图标记与本发明的各种附图和实施例中的相同标记的部件直接对应。此外，“连接/耦接”不仅指一个部件与另一个部件直接耦接，而且还有一个部件经由中间部件与另一个部件间接耦接的意思。此外，只要未在句子特意提及，单数形式可以包括复数形式。
在本说明书中，单斜率ADC(模数转换器)被作为一个实例。然而，应当注意的是，本发明不局限于单斜率ADC，因为本发明可被应用于多斜率ADC以及单斜率ADC。
图1是说明CMOS(互补金属-氧化物-硅)图像传感器的单斜率ADC的框图。
单斜率ADC(SS-ADC)具有列并行结构。
参见图1，CMOS图像传感器的单斜率ADC包括：像素阵列10，用于输出与入射光相对应的像素信号PX_SIG；比较单元20；计数单元30，用于对来自比较单元20的输出信号进行计数；存储单元40，用于储存来自计数单元30的计数信息；列控制单元50，用于控制计数单元30和存储单元40的操作；以及感测放大单元60。
比较单元20响应于从外部CIS控制器(未示出)接收的比较器控制信号COMP_CTRL而将从像素阵列10输出的像素信号PX_SIG的值与从例如斜坡信号发生器或电流ADC(IDAC)的外部电压发生单元(未示出)施加的斜坡信号VRAMP的值比较，并且将比较结果输出至计数单元30。感测放大单元60放大与储存在存储单元40中并且从存储单元40输出的数据相对应的信号，并且输出像素数据P_DATA。
比较单元20包括多个比较器21至23，计数单元30包括多个向上/向下计数器31至33，以及存储单元40包括多个存储器41至43。存储器可以代替向上/向下计数器31至33中的每个。
接下来，将参照第一比较器21、第一向上/向下计数器31和第一存储器41作为一个实例来描述模数转换操作。
在正常模式中，第一比较器21响应于从外部接收的比较器控制信号COMP_CTRL而将从像素阵列10的第一列像素输出的第一像素信号PX_SIG与从外部电压发生单元施加的斜坡信号VRAMP比较。
斜坡信号VRAMP的电压电平随着时间推移而降低，因而存在第一像素信号PX_SIG的值和斜坡信号VRAMP的值彼此一致的时间点，并且在它们一致的时间点从第一比较器21输出的值被取反。
向上/向下计数器31对从斜坡信号VRAMP开始降低时起至比较器21的输出被取反时的时间进行计数。
存储器41储存并且输出向上/向下计数器31产生的计数信息。
如上所述，在列并行模数转换结构中，ADC被提供至每一列，从每个像素输出的像素信号PX_SIG的值经由与斜坡信号VRAM的比较被评估(evaluated)，并且对于每个列的每一像素的评估结果或计数信息被输出。
图2是图1中所示的SS-ADC的第一比较器21的电路图。图3是说明第一比较器21的操作的时序图。
图2和图3示出了比较实例。图3说明第一比较器21的输出端子的电压变化303和电流变化302以及由于电压变化303和电流变化302引起的所有列的列电压301或电源的IR压降。
参见图2，第一比较器21是包括第一放大级11和第二放大级12的两级比较器。
第一放大级11将斜坡信号VRAMP与像素信号PX_SIG比较、以及将与比较结果相对应的比较电压CMV放大并输出至第二放大级12。第二放大级12放大来自第一放大级11的比较电压CMV并且最终将放大的电压CMV作为比较结果输出。即，当第一放大级11将比较电压CMV(对应于通过放大斜坡信号VRAMP与像素信号PX_SIG之差获得的电压)输出至第二放大级12时，第二放大级12放大来自第一放大级11的比较电压CMV，并且最终将放大的电压CMV作为比较电压输出。
第一放大级11包括目标电压输入部、电流镜部、第一偏置部以及自动调零部。目标电压输入部基于斜坡信号VRAMP和像素信号PX_SIG产生流经第一路径的第一电流和流经第二路径的第二电流，以及电流镜部对第一路径和第二路径执行电流镜操作，并且将比较电压CMV输出至第一节点N1。第一偏置部产生与第一电流和第二电流的总和相对应的偏置电流，以及自动调零部基于自动调零信号(未示出)执行自动调零操作。目标电压输入部包括第二晶体管M2和第三晶体管M3，电流镜部包括第四晶体管M4和第五晶体管M5，第一偏置部包括第一晶体管M1，以及自动调零部包括第一开关S1和/或第二开关S2。
第二放大级12包括响应于第一节点N1的电压电平而操作的第六晶体管M6和响应于输出至输出端子的比较结果的电压电平而允许电流基于第二偏置电压BIAS2来流动或被阻挡的第七晶体管M7。
详细地，第二晶体管M2具有接收斜坡信号VRAMP的栅极，耦接至第一晶体管M1的漏极的源极和耦接至第四晶体管M4的漏极的漏极。第三晶体管M3具有接收像素信号PX_SIG的栅极，耦接至第一晶体管M1的漏极的源极，以及耦接至第五晶体管M5的漏极的漏极。第二晶体管M2和第三晶体管M3可以采用NMOS晶体管来实现。第一电容器C1耦接至第二晶体管M2的栅极，而第二电容器C2耦接至第三晶体管M3的栅极。当斜坡信号VRAMP和像素信号PX_SIG被施加至第二晶体管M2和第三晶体管M3时，第一电容器C1和第二电容器C2去除直流分量。
第四晶体管M4具有耦接至第五晶体管M5的栅极的栅极，耦接至第一供给电压(supply voltage)VDD的源极，以及耦接至第二晶体管M2的漏极的漏极。第五晶体管M5具有耦接至第四晶体管M4的栅极的栅极、耦接至第一供给电压VDD的源极以及耦接至第三晶体管M3的漏极的漏极。第四晶体管M4和第五晶体管M5可以采用PMOS晶体管来实现。第四晶体管M4的栅极和第五晶体管M5的栅极耦接至第四晶体管M4的漏极，以及第五晶体管M5的漏极耦接至第一节点N1，使得第五晶体管M5输出与通过放大斜坡信号VRAMP和像素信号PX_SIG之差获得的电压相对应的比较电压CMV。
第一晶体管M1具有耦接至第一偏置电压BIAS1的栅极，耦接至第二供给电压VSS的源极，以及耦接至第二晶体管M2的源极和第三晶体管M3的源极的漏极。第一晶体管M1可以采用NMOS晶体管来实现。第一供给电压VDD对应于电源电压，而第二供给电压VSS对应于接地电压。如上所述，第一晶体管M1用作电流源。
第一开关S1耦接在第三晶体管M3的栅极和漏极之间，而第二开关S2耦接在第二晶体管M2的栅极和漏极之间。在自动调零模式中，当第一开关S1和第二开关S2响应于自动调零信号(开关控制信号)而被接通时，第二晶体管M2的栅极和漏极彼此耦接，并且第三晶体管M3的栅极和漏极彼此耦接。结果，由于第一放大级11的偏移被储存在第一电容器C1和第二电容器C2中，所以当采用比较模式来将斜坡信号VRAMP与像素信号PX_SIG比较时第一放大级11能够去除由于第一放大级11的偏移而引起的比较错误。
第一放大级11具有套筒(telescopic)结构。然而，第一放大级11可以根据所需条件而具有诸如折叠级联(folded-cascade)结构或电流镜结构的各种结构。
第六晶体管M6具有耦接至第一节点N1的栅极，耦接至第一供给电压VDD的源极，以及耦接至第七晶体管M7的漏极的漏极。第六晶体管M6可以采用PMOS晶体管来实现。第七晶体管M7具有耦接至第二偏置电压BIAS2的栅极，耦接至第二供给电压VSS的源极，以及耦接至第六晶体管M6的漏极的漏极。第七晶体管M7可以采用NMOS晶体管来实现。
当斜坡信号VRAMP和像素信号PX_SIG被施加时，第一节点N1的电压电平到达第六晶体管M6工作在饱和状态(operates in saturation)的电压电平，并且根据第一比较器21的操作被采样。然后，当第六晶体管M6通过斜坡信号关断、并且然后第一比较器21根据斜坡信号VRAMP的波动来执行比较操作时，电流再次流动。
在前述的图1的列并行ADC结构中，由于例如包括图2的第一比较器21的ADC被提供至每个列，所以随着图像尺寸的增大，更多的ADC是必要的。
由于这个原因，列并行ADC结构具有在一个列的比较器中产生的诸如电流噪声的电源噪声以与列的总数量相对应的量被反映在图像中的问题。被反映在图像中的电源噪声导致水平噪声(HN)。此外，列并行ADC结构具有在布置在每个列的ADC的每个比较器中产生输出噪声的问题。输出噪声是经由寄生电容器从比较器的输出端子踢回的电压噪声。
在这方面，在本发明的示例性实施例中，使用复制电路补偿电流且去除噪声的技术被提出，且将被参照图4至图7来详细描述。
图4是根据本发明的示例性实施例的比较器的电路图。
图4中所示的比较器21A可以对应于图2中所示的第一比较器21。比较器21A可以包括与第一比较器21相同的元件，并且还可以包括电流控制部41以及电流补偿与噪声去除部42以与传统的比较器相比将电流变化最小化。在图2和图4中，相同的附图标记表示相同的元件。
参见图4，比较器21A可以包括：第一放大级11，其接收并且差动放大像素信号PX_SIG和斜坡信号VRAMP，并且输出比较电压CMV；第二放大级12，其放大比较电压CMV并且将放大的电压CMV作为比较电压输出，这与图2中所示的第一比较器21相同。
比较器21A还可以包括：电流控制部41，其响应于从第二放大级12输出的比较电压而控制在电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42之间流动的电流；以及电流补偿与噪声去除部42，其在电流控制部41的控制下对电流进行补偿以及去除噪声。
电流控制部41可以包括：第九晶体管M9，其由来自第二放大级12的比较电压来控制以控制第十晶体管M10；和第十晶体管M10，其根据第九晶体管M9的接通或关断状态来控制在电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42之间流动的电流。
电流补偿与噪声去除部42可以包括第八晶体管M8，第八晶体管M8通过允许电流随着第二放大级12的减小或增大而增大或减小来对电流控制部41的电流流动进行补偿、且因而去除噪声。
电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42一起可以用作第二放大级12的复制品。电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42一起可以经由第九晶体管M9被第二放大级12的比较电压控制。
详细地，第十晶体管M10的栅极和漏极可以彼此耦接，并且其源极可以耦接至第一供给电压VDD。第九晶体管M9可以具有耦接至第二节点N2(输出节点)的栅极、耦接至第十晶体管M10的漏极的源极、以及耦接至第八晶体管M8的漏极的漏极。第九晶体管M9和第十晶体管M10可以采用PMOS晶体管来实现。
第八晶体管M8可以具有耦接至第二偏置电压BIAS2的栅极、耦接至第二供给电压VSS的源极以及耦接至第九晶体管M9的漏极的漏极。第八晶体管M8可以采用NMOS晶体管来实现。
当像素信号PX_SIG的值和斜坡信号VRAMP的初始值被第一开关S1和第二开关S2采样时，特定电压可以在第一节点N1被采样。当第一节点N1的电压电平因所施加的像素信号PX_SIG和斜坡信号VRAMP而增大时，第六晶体管M6可以被关断、并且第二节点N2的电压电平下落至接地GND，使得无电流流经第七晶体管M7。
随着第二节点N2的电压电平下落至接地GND，第九晶体管M9可以被接通，并且具有与在第六晶体管M6的接通期间流经第二放大级12的电流大体相同的量的电流可以根据第二偏置电压BIAS2而流经电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42，因为电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42一起可以是第二放大级12的复制品，其中，第十晶体管M10和第八晶体管M8分别具有与第六晶体管M6和第七晶体管M7相同的特性(例如，相同尺寸，相邻位置，以及相同的摆幅)。
当比较器21A根据斜坡信号VRAMP的波动来操作并且执行像素信号PX_SIG的评估(evaluation)时，第二节点N2的电压电平可以增至高电平，第七晶体管M7可以根据第二偏置电压BIAS2来允许电流流动，第九晶体管M9可以关断，以及第八晶体管M8不允许电流流动，使得减小电流噪声(因比较器21A的操作期间产生的电流分布的变化而产生)是可能的。
更详细地，在当第二节点N2到达低电平时处于接通的第九晶体管M9在第二节点N2到达高电平时可以被关断，同时在第二节点N2到达低电平时接通。因此，耦接了第九晶体管M9和第八晶体管M8的第三节点N3的电压电平可以与第二节点N2的电压电平相反。因此，根据耦接至第七晶体管M7和第八晶体管M8两者的第二偏置电压BIAS2，在第三节点N3的电压电平可以从高电平摆动至低电平的同时，第二节点N2的电压电平可以从低电平摆动(swing)至高电平，使得减小经由寄生电容器踢回(kick back)的电压噪声是可能的。此外，流经第八晶体管M8的电流量可以与第七晶体管M7的量相反地变化(change inversely)，因而总电流恒定，使得减小总电源(total power)的波动是可能的。
当第一开关S1和第二开关S2均接通时，第二晶体管M2和第三晶体管M3的栅电压通过共模反馈大体彼此相等。在电压值被采样之后，第六晶体管M6的栅电压可以随着斜坡信号VRAMP的偏移被施加而增大，使得第六晶体管M6被关断。因此，当第二节点N2的电压电平下落至低电平时，第九晶体管M9被接通，使得第二偏置电压BIAS2设置的电流流经第十晶体管M10、第九晶体管M9和第八晶体管M8。如上所述，第六晶体管M6和第十晶体管M10可以具有相同的特性。
当斜坡信号VRAMP的输入倾斜下降且斜坡信号VRAMP的电压电平低于像素信号PX_SIG的电压电平时，第六晶体管M6的栅电压下落至低电平，并且第六晶体管M6被接通，使得基于第二偏置电压BIAS2的电流流经第六晶体管M6和第七晶体管M7。因而，由于第二节点N2的电压电平从低电平转变至高电平，第九晶体管M9被关断。因而，无电流流经第八晶体管M8，并且第八晶体管M8的漏极到达低电平。
这时，因为第七晶体管M7和第八晶体管M8可以具有相同的特性，所以从第七晶体管M7的漏极经由寄生电容器踢回至第二偏置电压端子的电压噪声量和从第八晶体管M8的漏极经由寄生电容器踢回第二偏置电压端子的电压噪声量可以彼此大约相等，且因而彼此抵消。
图5是说明图4中所示的比较器21A的操作的时序图。
图5说明在比较器21A的操作期间电压变化和电流变化以及对于总能量(totalpower)的效果。
图5说明比较器21A的输出端子的电压变化503、比较器21A的输出端子的基于第八晶体管M8和第七晶体管M7的平均电流502、以及由于电压变化503和平均电流502的所有列的列电压501。
如在图5中所示，流经第八晶体管M8的电流和流经第七晶体管M7的电流被互换(swapped)，使得总电流保持恒定。
图6是比较器的电路图。
图6示出了具有采样方案结构的另一个比较实例。
图2中所示的第一比较器21使用从外部施加的第二偏置电压BIAS2。图6中所示的比较器21B对偏置电压采样。
详细地，第三开关S3耦接在第七晶体管M7的栅极和漏极之间，第七晶体管M7的源极耦接至第二供给电压VSS，以及第七晶体管M7的漏极耦接至第六晶体管M6的漏极。图6中所示的比较器21B除了偏置电压的采样结构61之外与图2中所示的第一比较器21相同。
图7是根据本发明的示例性实施例的比较器的电路图。
如在图7中所示，在比较器21C中的第七晶体管M7和第八晶体管M8可以共享采样节点，使得大体上相同量的电流流经第二放大级12和流经电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42。
详细地，第三开关S3耦接在第七晶体管M7的栅极和漏极之间，第七晶体管M7的源极耦接至第二供给电压VSS，以及第七晶体管M7的漏极耦接至第六晶体管M6的漏极。第八晶体管M8可以具有耦接至第七晶体管M7的栅极的栅极、耦接至第二供给电压VSS的源极、以及耦接至第九晶体管M9的漏极的漏极。
当通过第一开关S1和第二开关S2对像素信号PX_SIG的值和斜坡信号VRAMP的初始值采样时，特定值可以在第一节点N1被采样，其中偏置电压根据第三开关S3的操作在该第一节点N1被采样。当第一节点N1的电压电平根据施加的像素信号PX_SIG和斜坡信号VRAMP而增大时，第六晶体管M6可以被关断，并且第二节点N2的电压电平下落至接地GND，使得无电流流经第七晶体管M7。
随着第二节点N2的电压电平下落至接地GND，第九晶体管M9可以被接通，并且具有与在第六晶体管M6的接通期间流经第二放大级12的电流大体相同的量的电流可以基于采样的偏置电压而流经电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42，因为电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42一起可以是第二放大级12的复制品，其中，第十晶体管M10和第八晶体管M8具有分别与第六晶体管M6和第七晶体管M7相同的特性，。
当比较器21C根据斜坡信号的波动而操作并且执行像素信号PX_SIG的评估(evaluation)时，第二节点N2的电压电平可以增至高电平，第七晶体管M7可以基于采样的偏置电压经由第三开关S3允许电流流动，第九晶体管M9可以被关断，并且第八晶体管M8不允许电流流动，使得减小电流噪声(因在比较器21C的操作期间产生的电流分布的变化而产生)是可能的。其他的结构和操作与参照图4描述的比较器21A相同。
如上所述，根据本发明的实施例的比较器可以对电流进行补偿以降低电源噪声(例如，电流噪声)并且去除由于输出摆动导致的输出噪声(例如，电压噪声)。
例如，耦接至第七晶体管M7和第八晶体管M8的偏置电压经由镜像(mirroring)或采样对偏置电平进行采样，以及从比较器输出的数千比较电压摆动2.8V电压，这使得偏置电压不稳定。根据本发明的实施例，电流控制部41和电流补偿与噪声去除部42一起可以用作第二放大级12的复制品，其中第十晶体管M10和第八晶体管M8分别具有与第六晶体管M6和第七晶体管M7相同的特性，使得极性相反的电压可以在偏置电压端子处抵消，从而去除经由寄生电容器踢回的电压噪声。
根据本发明的实施例的分别参照图4和图7描述的比较器21A和21C可以应用至图1中所示的单斜率ADC等。
根据本发明的实施例，可以通过去除从单斜率ADC(SS-ADC)的比较器产生的电源噪声(例如，电流噪声)来减小水平噪声(HN)。此外，可以去除经由寄生电容器从比较器的输出端子踢回的输出噪声(例如，电源噪声)。
尽管已参照特定实施例描述了本发明，但本领域的技术人员显然的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变化和修改。
通过以上实施例可以看出，本申请提供了以下的技术方案。
技术方案1.一种比较器，所述比较器包括：
第一放大单元，所述第一放大单元适于差动放大像素信号和斜坡信号；
第二放大单元，所述第二放大单元适于放大从所述第一放大单元输出的信号并且输出比较结果；
电流控制单元，所述电流控制单元适于响应于所述比较结果而控制电流流动；以及
电流补偿与噪声去除单元，所述电流补偿与噪声去除单元适于在所述电流控制单元的控制下对电流进行补偿以及去除噪声。
技术方案2.如技术方案1所述的比较器，其中，所述电流控制单元包括：
第一晶体管，所述第一晶体管响应于所述比较结果而被接通或被关断；以及
第二晶体管，所述第二晶体管适于根据所述第一晶体管的接通状态或关断状态来控制在所述电流控制单元和所述电流补偿与噪声去除单元之间的电流流动。
技术方案3.如技术方案2所述的比较器，其中，所述第二晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第三晶体管相同特性的复制电路。
技术方案4.如技术方案2所述的比较器，其中，所述电流补偿与噪声去除单元包括：
第四晶体管，所述第四晶体管适于：响应于所述第一晶体管的所述接通状态或关断状态，经由与所述第二放大单元的电流流动减小/增大相反的电流流动增大/减小来对电流进行补偿以及去除噪声。
技术方案5.如技术方案4所述的比较器，其中，所述第四晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第五晶体管相同特性的复制电路。
技术方案6.如技术方案5所述的比较器，其中，流经所述第四晶体管的电流和流经所述第五晶体管的电流被互换，使得总电流保持恒定。
技术方案7.如技术方案4所述的比较器，其中，所述第四晶体管具有耦接至第二偏置电压的栅极、耦接至第二供给电压的源极以及耦接至所述第一晶体管的漏极的漏极。
技术方案8.如技术方案4所述的比较器，其中，所述第一晶体管具有耦接至输出节点的栅极、耦接至所述第二晶体管的漏极的源极、以及耦接至所述第四晶体管的漏极的漏极；以及
所述第二晶体管具有彼此耦接的栅极和漏极以及耦接至第一供给电压的源极。
技术方案9.如技术方案1所述的比较器，其中，所述电流补偿与噪声去除单元包括第六晶体管，所述第六晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第五晶体管相同特性的复制电路。
技术方案10.如技术方案9所述的比较器，其中，所述第五晶体管和所述第六晶体管共享采样节点，使得大体上相同量的电流流动。
技术方案11.如技术方案10所述的比较器，其中，所述第六晶体管具有耦接至所述第五晶体管的栅极的栅极、耦接至第二供给电压的源极、以及耦接至设置在所述电流控制单元中的第一晶体管的漏极的漏极。
技术方案12.一种模数转换器，所述模数转换器包括：
比较单元，所述比较单元适于：将像素信号与斜坡信号进行比较，输出比较结果，以及响应于所述比较结果而控制电流流动以对电流进行补偿以及去除噪声；以及
计数单元，适于对所述比较结果进行计数。
技术方案13.如技术方案12所述的模数转换器，其中，所述比较单元包括：
第一放大单元，所述第一放大单元适于差动放大所述像素信号和所述斜坡信号；
第二放大单元，所述第二放大单元适于放大从所述第一放大单元输出的信号并且输出比较结果；
电流控制单元，所述电流控制单元适于响应于所述比较结果而控制电流流动；以及
电流补偿与噪声去除单元，所述电流补偿与噪声去除单元适于在所述电流控制单元的控制下对电流进行补偿以及去除噪声。
技术方案14.如技术方案13所述的模数转换器，其中，所述电流控制单元包括：
第一晶体管，所述第一晶体管响应于所述比较结果而被接通或被关断；以及
第二晶体管，所述第二晶体管适于根据所述第一晶体管的接通状态或关断状态来控制所述电流控制单元和所述电流补偿与噪声去除单元之间的电流流动。
技术方案15.如技术方案14所述的模数转换器，其中，所述第二晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第三晶体管相同特性的复制电路。
技术方案16.如技术方案14所述的模数转换器，其中，所述电流补偿与噪声去除单元包括：
第四晶体管，所述第四晶体管适于：响应于所述第一晶体管的所述接通或关断状态，经由与所述第二放大单元的电流流动减小/增大相反的电流流动增大/减小来对电流进行补偿以及去除噪声。
技术方案17.如技术方案16所述的模数转换器，其中，所述第四晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第五晶体管相同特性的复制电路。
技术方案18.如技术方案17所述的模数转换器，其中，流经所述第四晶体管的电流和流经所述第五晶体管的电流被互换，使得总电流保持恒定。
技术方案19.如技术方案13所述的模数转换器，其中，所述电流补偿与噪声去除单元包括第六晶体管，所述第六晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第五晶体管相同特性的复制电路。
技术方案20.如技术方案19所述的模数转换器，其中，所述第五晶体管和所述第六晶体管共享采样节点，使得大体上相同量的电流流动。
技术方案21.一种比较器，所述比较器包括：
第一放大单元，所述第一放大单元适于将像素信号与斜坡信号进行比较；
第二放大单元，所述第二放大单元适于放大所述第一放大单元的输出并将比较结果输出至所述比较器的输出端子；以及
复制单元，所述复制单元适于响应于所述比较结果而产生第一内电流流动，
其中，所述第二放大单元和所述复制单元共同耦接至所述比较器的所述输出端子，
其中，所述第二放大单元在被激活期间产生第二内电流流动，以及
其中，所述复制单元使所述第一内电流流动的量与所述第二内电流流动的量相反地变化。

Claims (10)

1.一种比较器，所述比较器包括：
第一放大单元，所述第一放大单元适于差动放大像素信号和斜坡信号；
第二放大单元，所述第二放大单元适于放大从所述第一放大单元输出的信号并且输出比较结果；
电流控制单元，所述电流控制单元适于响应于所述比较结果而控制电流流动；以及
电流补偿与噪声去除单元，所述电流补偿与噪声去除单元适于在所述电流控制单元的控制下对电流进行补偿以及去除噪声。
2.如权利要求1所述的比较器，其中，所述电流控制单元包括：
第一晶体管，所述第一晶体管响应于所述比较结果而被接通或被关断；以及
第二晶体管，所述第二晶体管适于根据所述第一晶体管的接通状态或关断状态来控制在所述电流控制单元和所述电流补偿与噪声去除单元之间的电流流动。
3.如权利要求2所述的比较器，其中，所述第二晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第三晶体管相同特性的复制电路。
4.如权利要求2所述的比较器，其中，所述电流补偿与噪声去除单元包括：
第四晶体管，所述第四晶体管适于：响应于所述第一晶体管的所述接通状态或关断状态，经由与所述第二放大单元的电流流动减小/增大相反的电流流动增大/减小来对电流进行补偿以及去除噪声。
5.如权利要求4所述的比较器，其中，所述第四晶体管包括具有与设置在所述第二放大单元中的第五晶体管相同特性的复制电路。
6.如权利要求5所述的比较器，其中，流经所述第四晶体管的电流和流经所述第五晶体管的电流被互换，使得总电流保持恒定。
7.如权利要求4所述的比较器，其中，所述第四晶体管具有耦接至第二偏置电压的栅极、耦接至第二供给电压的源极以及耦接至所述第一晶体管的漏极的漏极。
8.如权利要求4所述的比较器，其中，所述第一晶体管具有耦接至输出节点的栅极、耦接至所述第二晶体管的漏极的源极、以及耦接至所述第四晶体管的漏极的漏极；以及
所述第二晶体管具有彼此耦接的栅极和漏极以及耦接至第一供给电压的源极。
9.一种模数转换器，所述模数转换器包括：
比较单元，所述比较单元适于：将像素信号与斜坡信号进行比较，输出比较结果，以及响应于所述比较结果而控制电流流动以对电流进行补偿以及去除噪声；以及
计数单元，适于对所述比较结果进行计数。
10.一种比较器，所述比较器包括：
第一放大单元，所述第一放大单元适于将像素信号与斜坡信号进行比较；
第二放大单元，所述第二放大单元适于放大所述第一放大单元的输出并将比较结果输出至所述比较器的输出端子；以及
复制单元，所述复制单元适于响应于所述比较结果而产生第一内电流流动，
其中，所述第二放大单元和所述复制单元共同耦接至所述比较器的所述输出端子，
其中，所述第二放大单元在被激活期间产生第二内电流流动，以及
其中，所述复制单元使所述第一内电流流动的量与所述第二内电流流动的量相反地变化。
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