JP2012065032A - パワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステム - Google Patents
パワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012065032A JP2012065032A JP2010205786A JP2010205786A JP2012065032A JP 2012065032 A JP2012065032 A JP 2012065032A JP 2010205786 A JP2010205786 A JP 2010205786A JP 2010205786 A JP2010205786 A JP 2010205786A JP 2012065032 A JP2012065032 A JP 2012065032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power gate
- power
- gate
- signal
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 35
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 102100031699 Choline transporter-like protein 1 Human genes 0.000 description 6
- 101000940912 Homo sapiens Choline transporter-like protein 1 Proteins 0.000 description 6
- 102100039497 Choline transporter-like protein 3 Human genes 0.000 description 5
- 101000889279 Homo sapiens Choline transporter-like protein 3 Proteins 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 102100035954 Choline transporter-like protein 2 Human genes 0.000 description 3
- 101000948115 Homo sapiens Choline transporter-like protein 2 Proteins 0.000 description 3
- 101001018097 Homo sapiens L-selectin Proteins 0.000 description 3
- 102100033467 L-selectin Human genes 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 101000596041 Homo sapiens Plastin-1 Proteins 0.000 description 1
- 101000596046 Homo sapiens Plastin-2 Proteins 0.000 description 1
- 102100035181 Plastin-1 Human genes 0.000 description 1
- 102100035182 Plastin-2 Human genes 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/163—Soft switching
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/163—Soft switching
- H03K17/164—Soft switching using parallel switching arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
- H03K19/0016—Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/709—Circuitry for control of the power supply
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
【課題】面積の増大、制御の複雑化を招くことなく電源投入時のラッシュ電流を的確に抑制することが可能なパワーゲート回路、固体撮像素子およびカメラシステムを提供する。
【解決手段】適用回路11の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチ12と、パワーゲートスイッチ12のゲートに接続された容量C11と、制御信号に応じてパルス信号をパワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部13と、パワーゲートスイッチをオンにするときに、制御信号をパルス生成部に出力してパルス信号をパワーゲートスイッチのゲートに供給し、容量C11に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部14とを有する。
【選択図】図5
【解決手段】適用回路11の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチ12と、パワーゲートスイッチ12のゲートに接続された容量C11と、制御信号に応じてパルス信号をパワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部13と、パワーゲートスイッチをオンにするときに、制御信号をパルス生成部に出力してパルス信号をパワーゲートスイッチのゲートに供給し、容量C11に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部14とを有する。
【選択図】図5
Description
本発明は、パワーゲート回路およびこのパワーゲート回路が適用される固体撮像素子、およびカメラシステムに関するものである。
低消費電力化のため、電源−グランド(GND)間にパワーゲート回路と呼ばれるゲート回路を配置し、スイッチ制御で電源から切り離すことによりスタンバイ状態の不使用回路から発生するリーク電流の削減を行っている。
図1は、一般的なパワーゲートの概略構成例を示す図である。
図1のパワーゲート回路1は、適用回路2が電源電位VDDに接続され、適用回路2の仮想グランドVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ3が接続されている。
図1は、グランドGNDとの切り離し例であるが、パワーゲートスイッチ3は電源VDDと適用回路2の間に挿入されることもある。
適用回路2をスタンバイ状態にした時、パワーゲートが無い場合はリーク電流が流れスタンバイ電流も大きくなる。スタンバイ時にパワーゲート回路をパワーゲート制御回路4によりオフにすることにより適用回路2が電気的に電源、グランドGNDから切り離されリーク電流が抑制される。
図1のパワーゲート回路1は、適用回路2が電源電位VDDに接続され、適用回路2の仮想グランドVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ3が接続されている。
図1は、グランドGNDとの切り離し例であるが、パワーゲートスイッチ3は電源VDDと適用回路2の間に挿入されることもある。
適用回路2をスタンバイ状態にした時、パワーゲートが無い場合はリーク電流が流れスタンバイ電流も大きくなる。スタンバイ時にパワーゲート回路をパワーゲート制御回路4によりオフにすることにより適用回路2が電気的に電源、グランドGNDから切り離されリーク電流が抑制される。
図2は、図1のパワーゲート回路の電源投入時の電流モデルを示す図である。
パワーゲートスイッチ3をオフ時からオンに切り替えた際、図2のように突入(ラッシュ:Rush)電流が流れ、適用回路2の電流上限を越える場合が考えられる。
このラッシュ電流を抑制する方法として、パワーゲートを多段構成にして分割制御する多段式パワーゲート回路が知られている(特許文献1,2参照)。
パワーゲートスイッチ3をオフ時からオンに切り替えた際、図2のように突入(ラッシュ:Rush)電流が流れ、適用回路2の電流上限を越える場合が考えられる。
このラッシュ電流を抑制する方法として、パワーゲートを多段構成にして分割制御する多段式パワーゲート回路が知られている(特許文献1,2参照)。
図3は、多段式パワーゲート回路を示す図である。
図4は、多段式パワーゲート回路の電源投入時の電流モデルを示す図である。
図4は、多段式パワーゲート回路の電源投入時の電流モデルを示す図である。
図1の方式でのラッシュ電流抑制のため、パワーゲートスイッチ3−1〜3−3を多段(この例では3段)に分け、それをパワーゲート制御回路4で独立制御する方式である。
この方式でパワーゲート回路3−1,3−2,3−3と順次ONにするようなタイミング制御を行うと図4のようにラッシュ電流が抑制される。
この方式でパワーゲート回路3−1,3−2,3−3と順次ONにするようなタイミング制御を行うと図4のようにラッシュ電流が抑制される。
一般的なパワーゲート回路1は、図1および図2に示すように、使用時にはスイッチ制御で電源に接続するが、その際のラッシュ電流(スイッチON時の突入電流)が、適用回路を構成する素子の電流上限を越え、瞬時破壊を起こす可能性がある。そのため、設計時にケアを行う必要がある。
その方法の1つとして、図3に示すように、パワーゲートスイッチを多段構成にして分割制御することにより、ラッシュ電流を抑制する方法が知られている。
しかし、この多段式においては、分割する段数分のパワーゲートスイッチ用MOSトランジスタの必要面積確保や、それを独立制御する機能回路の挿入、バラツキを考慮した負帰還回路の挿入などが必要となる。
分割数やトランジスタバラツキによっては、分割してもラッシュ電流が機能回路の電流上限を越える場合もありうる。
しかし、この多段式においては、分割する段数分のパワーゲートスイッチ用MOSトランジスタの必要面積確保や、それを独立制御する機能回路の挿入、バラツキを考慮した負帰還回路の挿入などが必要となる。
分割数やトランジスタバラツキによっては、分割してもラッシュ電流が機能回路の電流上限を越える場合もありうる。
その他にも、パワーゲート回路のスイッチとして使用するMOSトランジスタのゲートに容量を挿入してバイアスする電圧のスルーレートを小さくする方法が知られている。
しかし、ラッシュ電流の抑制をフィルタリングするには大容量が必要であり、容量分の面積を確保する必要がある。
しかし、ラッシュ電流の抑制をフィルタリングするには大容量が必要であり、容量分の面積を確保する必要がある。
本発明は、面積の増大、制御の複雑化を招くことなく、電源投入時のラッシュ電流を的確に抑制することが可能なパワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステムを提供することにある。
本発明の第1の観点のパワーゲート回路は、適用回路の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチと、
上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部とを有する。
上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部とを有する。
本発明の第2の観点の固体撮像素子は、光電変換を行う複数の画素が行列状に配列された画素部と、上記画素部から複数の画素単位で画素信号の読み出しを行い、アナログデジタル(AD)変換を行うAD変換部を含む画素信号読み出し部と、を有し、上記画素信号読み出し部は、ランプ波である参照信号と当該列の画素の読み出しアナログ信号電位とを比較する複数の比較器と、上記複数の比較器に対応して配置され、対応する上記比較器の比較時間をカウント可能で、当該比較器の出力が反転するとカウントを停止して、当該カウント値を保持する複数のカウンタラッチと、上記複数のカウンタラッチ回路を適用回路とするパワーゲート回路と、を含み、上記パワーゲート回路は、適用回路の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチと、上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部と、を含む。
本発明の第3の観点のカメラシステムは、固体撮像素子と、上記固体撮像素子に被写体像を結像する光学系と、を有し、上記固体撮像素子は、光電変換を行う複数の画素が行列状に配列された画素部と、上記画素部から複数の画素単位で画素信号の読み出しを行い、アナログデジタル(AD)変換を行うAD変換部を含む画素信号読み出し部と、を有し、上記画素信号読み出し部は、ランプ波である参照信号と当該列の画素の読み出しアナログ信号電位とを比較する複数の比較器と、上記複数の比較器に対応して配置され、対応する上記比較器の比較時間をカウント可能で、当該比較器の出力が反転するとカウントを停止して、当該カウント値を保持する複数のカウンタラッチと、上記複数のカウンタラッチ回路を適用回路とするパワーゲート回路と、を含み、上記パワーゲート回路は、適用回路の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチと、上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部と、を含む。
本発明によれば、面積の増大、制御の複雑化を招くことなく、電源投入時のラッシュ電流を的確に抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施形態(パワーゲート回路の第1の構成例)
2.第2の実施形態(パワーゲート回路の第2の構成例)
3.第3の実施形態(パワーゲート回路の第3の構成例)
4.第4の実施形態(パワーゲート回路の半導体装置である固体撮像素子への適用例)
5.第5の実施形態(カメラシステム)
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施形態(パワーゲート回路の第1の構成例)
2.第2の実施形態(パワーゲート回路の第2の構成例)
3.第3の実施形態(パワーゲート回路の第3の構成例)
4.第4の実施形態(パワーゲート回路の半導体装置である固体撮像素子への適用例)
5.第5の実施形態(カメラシステム)
<1.第1の実施形態>
図5は、本発明の第1の実施形態に係るパワーゲート回路の構成例を示す図である。
図5は、本発明の第1の実施形態に係るパワーゲート回路の構成例を示す図である。
パワーゲート回路10は、適用回路11、パワーゲートスイッチ12、パルス生成部13、パワーゲート制御回路14、パワーゲート駆動用容量C11、およびスイッチSW11,SW12を有する。
適用回路11は、電源端子TVDDおよび基準電位端子である仮想グランド端子TVGNDを有する。
本第1の実施形態において、適用回路11は、電源端子TVDDが電源電位VDDに接続され、仮想グランド端子TVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12が接続されている。
本第1の実施形態において、適用回路11は、電源端子TVDDが電源電位VDDに接続され、仮想グランド端子TVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12が接続されている。
パワーゲートスイッチ12は、ドレインが適用回路11の仮想グランド端子TVGNDに接続され、ソースがグランドGNDに接続されている。
パワーゲートスイッチ12のゲートには、容量C11の第1電極(一方の端子)が接続され、容量C12の第2電極(他方の端子)が接地されている。
パワーゲートスイッチ12のゲートは、スイッチSW11を介して固定電位VCSTに選択的に接続される。また、パワーゲートスイッチ12のゲートはスイッチSW12を介してパルス信号PLSの供給ラインに選択的に接続される。
固定電位VCSTは、NMOSトランジスタであるパワーゲートスイッチ12が安定にオン状態を保持できるDC電圧源であり、電源電位VDDであってもよい。
なお、ここでの説明では、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12を用いているが、PMOSトランジスタを用いることも可能である。
パワーゲートスイッチ12のゲートには、容量C11の第1電極(一方の端子)が接続され、容量C12の第2電極(他方の端子)が接地されている。
パワーゲートスイッチ12のゲートは、スイッチSW11を介して固定電位VCSTに選択的に接続される。また、パワーゲートスイッチ12のゲートはスイッチSW12を介してパルス信号PLSの供給ラインに選択的に接続される。
固定電位VCSTは、NMOSトランジスタであるパワーゲートスイッチ12が安定にオン状態を保持できるDC電圧源であり、電源電位VDDであってもよい。
なお、ここでの説明では、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12を用いているが、PMOSトランジスタを用いることも可能である。
パルス生成部13は、パワーゲート制御回路14による制御信号CTL1に応じてパルス信号PLSをパワーゲートスイッチ12のゲートにスイッチSW12を介して供給する。
パルス信号PLSをパワーゲートスイッチ12にゲート供給する期間は、スイッチSW11はパワーゲート制御回路14の制御信号CTL2によりオフ状態に保持され、スイッチSW12はパワーゲート制御回路14の制御信号CTL3によりオン状態に保持される。
パルス信号PLSをパワーゲートスイッチ12にゲート供給する期間は、スイッチSW11はパワーゲート制御回路14の制御信号CTL2によりオフ状態に保持され、スイッチSW12はパワーゲート制御回路14の制御信号CTL3によりオン状態に保持される。
パワーゲート制御回路14は、適用回路11のスタンバイ時から使用状態に遷移するとき、パワーゲートスイッチ12をオンにする制御を行う。
パワーゲート制御回路14は、制御信号CTL1をパルス生成部13に出力し、制御信号CTL3によりスイッチSW12をオンさせてパルス信号PLSをパワーゲートスイッチ12のゲートに供給する。
これにより、パワーゲート制御回路14は、容量C11に電荷を蓄積させてパワーゲートスイッチ12のゲート電位を、パワーゲートスイッチ12がオンとなる電位に徐々に近づくように制御する。この例では、徐々に上昇するような制御が行われる。
パワーゲート制御回路14は、制御信号CTL1をパルス生成部13に出力し、制御信号CTL3によりスイッチSW12をオンさせてパルス信号PLSをパワーゲートスイッチ12のゲートに供給する。
これにより、パワーゲート制御回路14は、容量C11に電荷を蓄積させてパワーゲートスイッチ12のゲート電位を、パワーゲートスイッチ12がオンとなる電位に徐々に近づくように制御する。この例では、徐々に上昇するような制御が行われる。
パワーゲート制御回路14は、制御信号CTL1によりパルス生成部13のパルス信号PLSのパルス幅を変更可能である。
パワーゲート制御回路14は、モード信号MODに応じて、制御信号CTL1によりパルス生成部13のパルス信号PLSのパルス幅を変更する。
パワーゲート制御回路14は、モード信号MODに応じて、制御信号CTL1によりパルス生成部13のパルス信号PLSのパルス幅を変更する。
図6は、第1のモード時のパルス信号とパワーゲートスイッチのゲート電位の遷移を模式的に示す図である。
図7は、第2のモード時のパルス信号とパワーゲートスイッチのゲート電位の遷移を模式的に示す図である。
図7は、第2のモード時のパルス信号とパワーゲートスイッチのゲート電位の遷移を模式的に示す図である。
図6の第1のモード時のパルス信号PLS1のパルス幅W1は、図7の第2のモードのパルス信号PLS2のパルス幅W2より大きい。
したがって、パルス幅の違いによる容量C11に対する実効的な電荷蓄積量に差が生じ、第1のモード時の方がパワーゲートスイッチ12のゲート電位の上昇が第2のモード時より速い。
逆にいうと、第2のモード時の方がパワーゲートスイッチ12のゲート電位の上昇が第1のモード時より遅い。
このように、本実施形態においては、パワーゲートスイッチ12のゲート電位がオンとなる電位になるまでの時間をモード信号MODに応じた調整することが可能である。
したがって、パルス幅の違いによる容量C11に対する実効的な電荷蓄積量に差が生じ、第1のモード時の方がパワーゲートスイッチ12のゲート電位の上昇が第2のモード時より速い。
逆にいうと、第2のモード時の方がパワーゲートスイッチ12のゲート電位の上昇が第1のモード時より遅い。
このように、本実施形態においては、パワーゲートスイッチ12のゲート電位がオンとなる電位になるまでの時間をモード信号MODに応じた調整することが可能である。
また、パワーゲート制御回路14は、一定時間パルス信号PLSを供給させると、制御信号CTL1によりパルス生成を停止させ、また、制御信号CTL3によりスイッチSW12をオフさせ、制御信号CTL2によりスイッチSW11をオンさせる。
これにより、パワーゲート制御回路14は、一定時間パルス信号PLSを供給させると、パルス信号PLSの供給に代えてパワーゲートスイッチ12のゲートを固定電位VCSTに設定する。
これにより、パワーゲート制御回路14は、一定時間パルス信号PLSを供給させると、パルス信号PLSの供給に代えてパワーゲートスイッチ12のゲートを固定電位VCSTに設定する。
上記構成において、スタンバイ時にパワーゲート制御回路14の制御の下、制御信号CTL2,CTL3によりスイッチSW11,SW12をオフにして、パワーゲートスイッチ12をオフにする。
これにより、適用回路11が電気的に電源、グランドGNDから切り離されリーク電流が抑制される。
適用回路11のスタンバイ時から使用状態に遷移するとき、パワーゲート制御回路14によりパワーゲートスイッチ12をオンにする制御が行われる。
パワーゲート制御回路14により制御信号CTL1がパルス生成部13に出力され、制御信号CTL3によりスイッチSW12がオンされてパルス信号PLSがパワーゲートスイッチ12のゲートに供給される。
これにより、容量C11に電荷が徐々に蓄積されてパワーゲートスイッチ12のゲート電位が、パワーゲートスイッチ12がオンとなる電位に徐々に近づくように上昇する。
このように、パワーゲート駆動用容量C11にパルス信号PLSで電荷蓄積を行うことで図8に示すように、ラッシュ電流が抑制される。
パルス制御のため、パワーゲート駆動用容量C11は小容量で良い。
また、パルスのデューティ(Duty)を可変することで、図6、図7のようにスルーレートを制御することも可能となる。
図3の多段式パワーゲートのような制御回路も必要が無いため、回路規模的、面積的にも有利となる。
これにより、適用回路11が電気的に電源、グランドGNDから切り離されリーク電流が抑制される。
適用回路11のスタンバイ時から使用状態に遷移するとき、パワーゲート制御回路14によりパワーゲートスイッチ12をオンにする制御が行われる。
パワーゲート制御回路14により制御信号CTL1がパルス生成部13に出力され、制御信号CTL3によりスイッチSW12がオンされてパルス信号PLSがパワーゲートスイッチ12のゲートに供給される。
これにより、容量C11に電荷が徐々に蓄積されてパワーゲートスイッチ12のゲート電位が、パワーゲートスイッチ12がオンとなる電位に徐々に近づくように上昇する。
このように、パワーゲート駆動用容量C11にパルス信号PLSで電荷蓄積を行うことで図8に示すように、ラッシュ電流が抑制される。
パルス制御のため、パワーゲート駆動用容量C11は小容量で良い。
また、パルスのデューティ(Duty)を可変することで、図6、図7のようにスルーレートを制御することも可能となる。
図3の多段式パワーゲートのような制御回路も必要が無いため、回路規模的、面積的にも有利となる。
以上説明したように、本第1の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
パワーゲート回路の起動をスイッチラインに挿入した容量への電荷蓄積をパルスで行うため、一度の蓄積量は微小なレベルとなり、従来の方式に比べ蓄積に必要な容量を少なくすることが可能である。
微小な蓄積を複数回行ってスイッチをオンする電圧レベルに到達するため、スルーレートも小さくすることが可能である。
パルス幅のデューティを変更することにより、スルーレートの調整も可能である。
スイッチラインに挿入した容量がフィルタになり電源ノイズを抑制することが可能である。
従来の方式では必要だったスイッチゲートの大容量化や、複数段のパワーゲートスイッチやそれを制御するための機能回路が不要であり、回路規模が縮小できる。
パワーゲート回路の起動をスイッチラインに挿入した容量への電荷蓄積をパルスで行うため、一度の蓄積量は微小なレベルとなり、従来の方式に比べ蓄積に必要な容量を少なくすることが可能である。
微小な蓄積を複数回行ってスイッチをオンする電圧レベルに到達するため、スルーレートも小さくすることが可能である。
パルス幅のデューティを変更することにより、スルーレートの調整も可能である。
スイッチラインに挿入した容量がフィルタになり電源ノイズを抑制することが可能である。
従来の方式では必要だったスイッチゲートの大容量化や、複数段のパワーゲートスイッチやそれを制御するための機能回路が不要であり、回路規模が縮小できる。
<2.第2の実施形態>
図9は、本発明の第2の実施形態に係るパワーゲート回路の構成例を示す図である。
図9は、本発明の第2の実施形態に係るパワーゲート回路の構成例を示す図である。
本第2の実施形態に係るパワーゲート回路10Aが第1の実施形態に係るパワーゲート回路10と異なる点は、次の通りである。
第1の実施形態において、適用回路11は、電源端子TVDDが電源電位VDDに接続され、仮想グランド端子TVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12が接続されている。
これに対して、本第2の実施形態においては、適用回路11Aは、電源端子TVDDと電源電位VDDとの間にNMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12Aが接続され、仮想グランド端子TVGNDとグランドGNDが接続されている。
第1の実施形態において、適用回路11は、電源端子TVDDが電源電位VDDに接続され、仮想グランド端子TVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12が接続されている。
これに対して、本第2の実施形態においては、適用回路11Aは、電源端子TVDDと電源電位VDDとの間にNMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12Aが接続され、仮想グランド端子TVGNDとグランドGNDが接続されている。
基本的な構成機能は第1の実施形態と同様である。
なお、ここでの説明では、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12Aを用いているが、PMOSトランジスタを用いることも可能である。
この場合、容量C11はパワーゲートスイッチ12Aのゲートと電源電位VDD間に接続され、ゲート電位を徐々に下げていくような制御となる。
なお、ここでの説明では、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12Aを用いているが、PMOSトランジスタを用いることも可能である。
この場合、容量C11はパワーゲートスイッチ12Aのゲートと電源電位VDD間に接続され、ゲート電位を徐々に下げていくような制御となる。
本第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<3.第3の実施形態>
図10は、本発明の第3の実施形態に係るパワーゲート回路の構成例を示す図である。
図10は、本発明の第3の実施形態に係るパワーゲート回路の構成例を示す図である。
本第3の実施形態に係るパワーゲート回路10Bは、第1の実施形態の構成と第2の実施形態の構成を合わせた構成を有する。
すなわち、第3の実施形態において、適用回路11Bは、仮想グランド端子TVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12が接続されている。
そして、適用回路11Bは、電源端子TVDDと電源電位VDDとの間にNMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12Aが接続されている。
なお、この場合もパワーゲートスイッチとしてPMOSトランジスタを用いることも可能である。
すなわち、第3の実施形態において、適用回路11Bは、仮想グランド端子TVGNDとグランドGND間に、NMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12が接続されている。
そして、適用回路11Bは、電源端子TVDDと電源電位VDDとの間にNMOSトランジスタからなるパワーゲートスイッチ12Aが接続されている。
なお、この場合もパワーゲートスイッチとしてPMOSトランジスタを用いることも可能である。
本第3の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができ、また、仕様に応じたパワーゲート回路の制御を行うことが可能となる。
<4.第4の実施形態>
[パワーゲート回路の半導体装置の一例である固体撮像素子への適用例]
パワーゲート回路を、半導体装置の一例である固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)に適用する例について説明する。
CMOSイメージセンサは、その製造には一般的なCMOS型集積回路と同様の製造プロセスを用いることが可能であり、また単一電源での駆動が可能、さらにCMOSプロセスを用いたアナログ回路や論理回路を同一チップ内に混在させることができる。
このため、周辺ICの数を減らすことができるといった、大きなメリットを複数持ち合わせている。
[パワーゲート回路の半導体装置の一例である固体撮像素子への適用例]
パワーゲート回路を、半導体装置の一例である固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)に適用する例について説明する。
CMOSイメージセンサは、その製造には一般的なCMOS型集積回路と同様の製造プロセスを用いることが可能であり、また単一電源での駆動が可能、さらにCMOSプロセスを用いたアナログ回路や論理回路を同一チップ内に混在させることができる。
このため、周辺ICの数を減らすことができるといった、大きなメリットを複数持ち合わせている。
CCDの出力回路は、浮遊拡散層(FD:Floating Diffusion)を有するFDアンプを用いた1チャネル(ch)出力が主流である。
これに対して、CMOSイメージセンサは各画素毎にFDアンプを持ち合わせており、その出力は、画素アレイの中のある一行を選択し、それらを同時に列方向へと読み出すような列並列出力型が主流である。
これは、画素内に配置されたFDアンプでは十分な駆動能力を得ることは難しく、したがってデータレートを下げることが必要で、並列処理が有利とされているからである。
これに対して、CMOSイメージセンサは各画素毎にFDアンプを持ち合わせており、その出力は、画素アレイの中のある一行を選択し、それらを同時に列方向へと読み出すような列並列出力型が主流である。
これは、画素内に配置されたFDアンプでは十分な駆動能力を得ることは難しく、したがってデータレートを下げることが必要で、並列処理が有利とされているからである。
列並列出力型CMOSイメージセンサの画素信号読み出し(出力)回路については実に様々なものが提案されている。
その最も進んだ形態のひとつが列毎にアナログ−デジタル変換装置(以下、ADC(Analog Digital Converter)と略す)を備え、デジタル信号として画素信号を取り出すタイプである。
その最も進んだ形態のひとつが列毎にアナログ−デジタル変換装置(以下、ADC(Analog Digital Converter)と略す)を備え、デジタル信号として画素信号を取り出すタイプである。
このような列並列型のADCを搭載したCMOSイメージセンサが実用に供されている。
図11は、本実施形態のパワーゲート回路が適用される列並列ADC搭載固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)の構成例を示すブロック図である。
この固体撮像素子100は、図11に示すように、画素部110、垂直走査回路120、水平転送走査回路130、およびADC群からなるカラム処理回路群140を有する。
さらに、固体撮像素子100は、デジタル−アナログ変換装置(以下、DAC(Digital - Analog Converter)と略す)150、およびアンプ回路(S/A)160を有する。
本実施形態のパワーゲート回路は、たとえばADC群からなるカラム処理回路群140のカウンタラッチに適用される。
さらに、固体撮像素子100は、デジタル−アナログ変換装置(以下、DAC(Digital - Analog Converter)と略す)150、およびアンプ回路(S/A)160を有する。
本実施形態のパワーゲート回路は、たとえばADC群からなるカラム処理回路群140のカウンタラッチに適用される。
画素部110は、フォトダイオード(光電変換素子)と画素内アンプとを含む単位画素110Aがマトリクス状(行列状)に配置されて構成される。
[単位画素の構成例]
図12は、本実施形態に係る4つのトランジスタで構成されるCMOSイメージセンサの画素の一例を示す図である。
図12は、本実施形態に係る4つのトランジスタで構成されるCMOSイメージセンサの画素の一例を示す図である。
この単位画素110Aは、光電変換素子としてたとえばフォトダイオード111を有している。
単位画素110Aは、1個のフォトダイオード111に対して、転送素子としての転送トランジスタ112、リセット素子としてのリセットトランジスタ113、増幅トランジスタ114、および選択トランジスタ115の4トランジスタを能動素子として有する。
単位画素110Aは、1個のフォトダイオード111に対して、転送素子としての転送トランジスタ112、リセット素子としてのリセットトランジスタ113、増幅トランジスタ114、および選択トランジスタ115の4トランジスタを能動素子として有する。
フォトダイオード111は、入射光をその光量に応じた量の電荷(ここでは電子)に光電変換する。
転送トランジスタ112は、フォトダイオード111と出力ノードとしてのフローティングディフュージョンFDとの間に接続されている。
転送トランジスタ112は、転送制御線LTxを通じてそのゲート(転送ゲート)に駆動信号TGが与えられることで、光電変換素子であるフォトダイオード111で光電変換された電子をフローティングディフュージョンFDに転送する。
転送トランジスタ112は、フォトダイオード111と出力ノードとしてのフローティングディフュージョンFDとの間に接続されている。
転送トランジスタ112は、転送制御線LTxを通じてそのゲート(転送ゲート)に駆動信号TGが与えられることで、光電変換素子であるフォトダイオード111で光電変換された電子をフローティングディフュージョンFDに転送する。
リセットトランジスタ113は、電源ラインLVDDとフローティングディフュージョンFDとの間に接続されている。
リセットトランジスタ113は、リセット制御線LRSTを通してそのゲートにリセットRSTが与えられることで、フローティングディフュージョンFDの電位を電源ラインLVDDの電位にリセットする。
リセットトランジスタ113は、リセット制御線LRSTを通してそのゲートにリセットRSTが与えられることで、フローティングディフュージョンFDの電位を電源ラインLVDDの電位にリセットする。
フローティングディフュージョンFDには、増幅トランジスタ114のゲートが接続されている。増幅トランジスタ114は、選択トランジスタ115を介して垂直信号線116に接続され、画素部外の定電流源とソースフォロアを構成している。
そして、選択制御線LSELを通して制御信号(アドレス信号またはセレクト信号)SELが選択トランジスタ115のゲートに与えられ、選択トランジスタ115がオンする。
選択トランジスタ115がオンすると、増幅トランジスタ114はフローティングディフュージョンFDの電位を増幅してその電位に応じた電圧を垂直信号線116に出力する。垂直信号線116を通じて、各画素から出力された電圧は、画素信号読み出し回路としてのカラム処理回路群140に出力される。
これらの動作は、たとえば転送トランジスタ112、リセットトランジスタ113、および選択トランジスタ115の各ゲートが行単位で接続されていることから、1行分の各画素について同時並列的に行われる。
そして、選択制御線LSELを通して制御信号(アドレス信号またはセレクト信号)SELが選択トランジスタ115のゲートに与えられ、選択トランジスタ115がオンする。
選択トランジスタ115がオンすると、増幅トランジスタ114はフローティングディフュージョンFDの電位を増幅してその電位に応じた電圧を垂直信号線116に出力する。垂直信号線116を通じて、各画素から出力された電圧は、画素信号読み出し回路としてのカラム処理回路群140に出力される。
これらの動作は、たとえば転送トランジスタ112、リセットトランジスタ113、および選択トランジスタ115の各ゲートが行単位で接続されていることから、1行分の各画素について同時並列的に行われる。
画素部110に配線されているリセット制御線LRST、転送制御線LTx、および選択制御線LSELが一組として画素配列の各行単位で配線されている。
これらのリセット制御線LRST、転送制御線LTx、および選択制御線LSELは、画素駆動部としての垂直走査回路120により駆動される。
これらのリセット制御線LRST、転送制御線LTx、および選択制御線LSELは、画素駆動部としての垂直走査回路120により駆動される。
固体撮像素子100は、画素部110の信号を順次読み出すための制御回路として行アドレスや行走査を制御する垂直走査回路120、列アドレスや列走査を制御する水平転送走査回路130が配置される。
カラム処理回路群140は、列ごとにADCを形成するカラム処理回路141が複数列配列されている。
各カラム処理回路(ADC)141は、DAC150により生成される参照信号を階段状に変化させたランプ波形である参照信号RAMP(Vslop)と、行線毎に画素から垂直信号線を経由し得られるアナログ信号とを比較する比較器141−1を有する。
さらに、各カラム処理回路141は、比較器141−1の比較時間をカウントし、そのカウント結果を保持するカウンタラッチ(メモリ)141−2を有する。
各カラム処理回路(ADC)141は、DAC150により生成される参照信号を階段状に変化させたランプ波形である参照信号RAMP(Vslop)と、行線毎に画素から垂直信号線を経由し得られるアナログ信号とを比較する比較器141−1を有する。
さらに、各カラム処理回路141は、比較器141−1の比較時間をカウントし、そのカウント結果を保持するカウンタラッチ(メモリ)141−2を有する。
本実施形態においては、このカウンタラッチ141−2に上記したパワーゲート回路10,10A,10B等が適用され、低消費電力化が図られている。
カラム処理回路141は、nビットデジタル信号変換機能を有し、垂直信号線(列線)116−1〜116−n毎に配置され、これにより列並列ADCブロックが構成される。
各カウンタラッチ141−2の出力は、たとえばkビット幅の水平転送線170に接続されている。
そして、水平転送線170に対応したk個のアンプ回路160が配置される。
各カウンタラッチ141−2の出力は、たとえばkビット幅の水平転送線170に接続されている。
そして、水平転送線170に対応したk個のアンプ回路160が配置される。
図13は、図11の回路のタイミングチャートを示す図である。
各カラム処理回路(ADC)141において、垂直信号線116に読み出されたアナログ信号(電位Vsl)が列毎に配置された比較器141−1で階段状に変化する参照信号RAMP(Vslop)と比較される。
このとき、アナログ電位VSLと参照信号RAMP(Vslop)のレベルが交差し比較器141−1の出力が反転するまでカウンタラッチ141−2でカウントが行われ、垂直信号線116の電位(アナログ信号)VSLがデジタル信号に変換される。
このAD変換は、1度の読出しで2回行われる。
1回目は単位画素110Aのリセットレベル(P相)が垂直信号線116(−1〜−n)に読み出され、AD変換が実行される。
このリセットレベルP相には画素毎のばらつきが含まれる。
2回目は各単位画素110Aで光電変換された信号が垂直信号線116(−1〜−n)に読み出され(D相)、AD変換が実行される。
このD相にも、画素毎のばらつきが含まれるため、(D相レベル−P相レベル)を実行することで、相関二重サンプリング(CDS)が実現できる。
デジタル信号に変換された信号はカウンタラッチ141−2に記録され、水平(列)転送走査回路130により、順番に水平転送線170を介してアンプ回路160に読み出され、最終的に出力される。
このようにして、列並列出力処理が行われる。
このとき、アナログ電位VSLと参照信号RAMP(Vslop)のレベルが交差し比較器141−1の出力が反転するまでカウンタラッチ141−2でカウントが行われ、垂直信号線116の電位(アナログ信号)VSLがデジタル信号に変換される。
このAD変換は、1度の読出しで2回行われる。
1回目は単位画素110Aのリセットレベル(P相)が垂直信号線116(−1〜−n)に読み出され、AD変換が実行される。
このリセットレベルP相には画素毎のばらつきが含まれる。
2回目は各単位画素110Aで光電変換された信号が垂直信号線116(−1〜−n)に読み出され(D相)、AD変換が実行される。
このD相にも、画素毎のばらつきが含まれるため、(D相レベル−P相レベル)を実行することで、相関二重サンプリング(CDS)が実現できる。
デジタル信号に変換された信号はカウンタラッチ141−2に記録され、水平(列)転送走査回路130により、順番に水平転送線170を介してアンプ回路160に読み出され、最終的に出力される。
このようにして、列並列出力処理が行われる。
このような効果を有する固体撮像素子は、デジタルカメラやビデオカメラの撮像デバイスとして適用することができる。
<4.カメラシステムの構成例>
図14は、本発明の実施形態に係る固体撮像素子が適用されるカメラシステムの構成の一例を示す図である。
図14は、本発明の実施形態に係る固体撮像素子が適用されるカメラシステムの構成の一例を示す図である。
本カメラシステム200は、図14に示すように、本実施形態に係る固体撮像素子100が適用可能な撮像デバイス210を有する。
カメラシステム200は、撮像デバイス210の画素領域に入射光を導く(被写体像を結像する)光学系として、たとえば入射光(像光)を撮像面上に結像させるレンズ220を有する。
さらに、カメラシステム200は、撮像デバイス210を駆動する駆動回路(DRV)230と、撮像デバイス210の出力信号を処理する信号処理回路(PRC)240と、を有する。
カメラシステム200は、撮像デバイス210の画素領域に入射光を導く(被写体像を結像する)光学系として、たとえば入射光(像光)を撮像面上に結像させるレンズ220を有する。
さらに、カメラシステム200は、撮像デバイス210を駆動する駆動回路(DRV)230と、撮像デバイス210の出力信号を処理する信号処理回路(PRC)240と、を有する。
駆動回路230は、撮像デバイス210内の回路を駆動するスタートパルスやクロックパルスを含む各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ(図示せず)を有し、所定のタイミング信号で撮像デバイス210を駆動する。
また、信号処理回路240は、撮像デバイス210の出力信号に対して所定の信号処理を施す。
信号処理回路240で処理された画像信号は、たとえばメモリなどの記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像情報は、プリンタなどによってハードコピーされる。また、信号処理回路240で処理された画像信号を液晶ディスプレイ等からなるモニターに動画として映し出される。
信号処理回路240で処理された画像信号は、たとえばメモリなどの記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像情報は、プリンタなどによってハードコピーされる。また、信号処理回路240で処理された画像信号を液晶ディスプレイ等からなるモニターに動画として映し出される。
上述したように、デジタルスチルカメラ等の撮像装置において、撮像デバイス210として、先述した固体撮像素子100を搭載することで、高精度なカメラが実現できる。
10,10A,10B・・・パワーゲート回路、12,12A,12B・・・パワーゲートスイッチ、13・・・パルス生成部、14・・・パワーゲート制御回路、100・・・固体撮像素子、110・・・画素部、120・・・垂直走査回路、130・・・水平転送走査回路、140・・・カラム処理回路群(ADC群)、141・・・カラム処理回路(ADC)、141−1・・・比較器、141−2・・・カウンタラッチ(メモリ)、150・・・DAC、160・・・アンプ回路、170・・・水平転送線、200・・・カメラシステム、210・・・撮像デバイス、320・・・レンズ、230・・・駆動回路、240・・・信号処理回路。
Claims (11)
- 適用回路の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチと、
上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、
制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、
上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部と
を有するパワーゲート回路。 - 上記パワーゲート制御部は、
上記制御信号により上記パルス生成部の上記パルス信号のパルス幅を変更可能である
請求項1記載のパワーゲート回路。 - 上記パワーゲート制御部は、
モード信号に応じて、上記制御信号により上記パルス生成部の上記パルス信号のパルス幅を変更する
請求項2記載のパワーゲート回路。 - 上記パワーゲート制御部は、
一定時間パルス信号を供給させると、当該パルス信号の供給に代えて上記パワーゲートスイッチのゲートを固定電位に設定する
請求項1から3のいずれか一に記載のパワーゲート回路。 - 上記固定電位と上記パワーゲートスイッチのゲート間に接続されたスイッチを有し、
上記パワーゲート制御部は、
一定時間パルス信号を供給させると、上記スイッチをオンにして当該パルス信号に代えて上記パワーゲートスイッチのゲートを固定電位に接続する
請求項4記載のパワーゲート回路。 - 光電変換を行う複数の画素が行列状に配列された画素部と、
上記画素部から複数の画素単位で画素信号の読み出しを行い、アナログデジタル(AD)変換を行うAD変換部を含む画素信号読み出し部と、を有し、
上記画素信号読み出し部は、
ランプ波である参照信号と当該列の画素の読み出しアナログ信号電位とを比較する複数の比較器と、
上記複数の比較器に対応して配置され、対応する上記比較器の比較時間をカウント可能で、当該比較器の出力が反転するとカウントを停止して、当該カウント値を保持する複数のカウンタラッチと、
上記複数のカウンタラッチ回路を適用回路とするパワーゲート回路と、を含み、
上記パワーゲート回路は、
適用回路の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチと、
上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、
制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、
上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部と、を含む
固体撮像素子。 - 上記パワーゲート制御部は、
上記制御信号により上記パルス生成部の上記パルス信号のパルス幅を変更可能である
請求項6記載の固体撮像素子。 - 上記パワーゲート制御部は、
モード信号に応じて、上記制御信号により上記パルス生成部の上記パルス信号のパルス幅を変更する
請求項7記載の固体撮像素子。 - 上記パワーゲート制御部は、
一定時間パルス信号を供給させると、当該パルス信号の供給に代えて上記パワーゲートスイッチのゲートを固定電位に設定する
請求項6から8のいずれか一に記載の固体撮像素子。 - 上記固定電位と上記パワーゲートスイッチのゲート間に接続されたスイッチを有し、
上記パワーゲート制御部は、
一定時間パルス信号を供給させると、上記スイッチをオンにして当該パルス信号に代えて上記パワーゲートスイッチのゲートを固定電位に接続する
請求項9記載の固体撮像素子。 - 固体撮像素子と、
上記固体撮像素子に被写体像を結像する光学系と、を有し、
上記固体撮像素子は、
光電変換を行う複数の画素が行列状に配列された画素部と、
上記画素部から複数の画素単位で画素信号の読み出しを行い、アナログデジタル(AD)変換を行うAD変換部を含む画素信号読み出し部と、を有し、
上記画素信号読み出し部は、
ランプ波である参照信号と当該列の画素の読み出しアナログ信号電位とを比較する複数の比較器と、
上記複数の比較器に対応して配置され、対応する上記比較器の比較時間をカウント可能で、当該比較器の出力が反転するとカウントを停止して、当該カウント値を保持する複数のカウンタラッチと、
上記複数のカウンタラッチ回路を適用回路とするパワーゲート回路と、を含み、
上記パワーゲート回路は、
適用回路の基準電位端子と基準電位間および適用回路の電源端子と電源間の少なくとも一方に接続されるパワーゲートスイッチと、
上記パワーゲートスイッチのゲートに接続された容量と、
制御信号に応じてパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給するパルス生成部と、
上記パワーゲートスイッチをオンにするときに、上記制御信号を上記パルス生成部に出力してパルス信号を上記パワーゲートスイッチのゲートに供給し、上記容量に電荷を蓄積させて上記パワーゲートスイッチのゲート電位を、当該パワーゲートスイッチがオンとなる電位に徐々に近づくように制御するパワーゲート制御部と、を含む
カメラシステム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010205786A JP2012065032A (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | パワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステム |
US13/137,611 US8605180B2 (en) | 2010-09-14 | 2011-08-30 | Power gate circuit, solid-state imaging device, and camera system |
CN2011102630238A CN102438110A (zh) | 2010-09-14 | 2011-09-07 | 电源门电路,固态成像器件,和相机*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010205786A JP2012065032A (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | パワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012065032A true JP2012065032A (ja) | 2012-03-29 |
Family
ID=45806357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010205786A Pending JP2012065032A (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | パワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8605180B2 (ja) |
JP (1) | JP2012065032A (ja) |
CN (1) | CN102438110A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014063480A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 警報システム |
JP2018137748A (ja) * | 2013-12-27 | 2018-08-30 | 株式会社ニコン | 撮像ユニット及び撮像装置 |
US20230123946A1 (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Amogy Inc. | Power management for hybrid power system |
WO2023120609A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 国立大学法人静岡大学 | 距離画像測定装置及び距離画像測定方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8786309B2 (en) * | 2011-10-31 | 2014-07-22 | Apple Inc. | Multi-path power switch scheme for functional block wakeup |
FR3000576B1 (fr) * | 2012-12-27 | 2016-05-06 | Dolphin Integration Sa | Circuit d'alimentation |
US10879898B2 (en) | 2018-01-23 | 2020-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power gating circuit for holding data in logic block |
TWI666841B (zh) * | 2018-07-20 | 2019-07-21 | 立積電子股份有限公司 | 信號開關裝置 |
CN111710670B (zh) * | 2020-07-01 | 2021-10-22 | 无锡中微亿芯有限公司 | 利用硅连接层集成电源门控电路的半导体装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6876252B2 (en) * | 2003-06-28 | 2005-04-05 | International Business Machines Corporation | Non-abrupt switching of sleep transistor of power gate structure |
JP2006311507A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源スイッチ回路 |
CN100355192C (zh) * | 2005-04-15 | 2007-12-12 | 杭州华三通信技术有限公司 | 脉冲宽度调制开关电源电路 |
JP2008034667A (ja) | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置 |
JP4967801B2 (ja) * | 2007-05-17 | 2012-07-04 | ソニー株式会社 | 電源装置および電源装置の動作方法 |
JP5176398B2 (ja) | 2007-05-31 | 2013-04-03 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
JP4946761B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-06-06 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびカメラシステム |
US7679402B2 (en) * | 2008-04-03 | 2010-03-16 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for monitoring power gating circuitry and for controlling circuit operations in dependence on monitored power gating conditions |
JP4891308B2 (ja) * | 2008-12-17 | 2012-03-07 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及び固体撮像装置を用いた撮像システム |
JP5251777B2 (ja) * | 2009-07-30 | 2013-07-31 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびカメラシステム |
-
2010
- 2010-09-14 JP JP2010205786A patent/JP2012065032A/ja active Pending
-
2011
- 2011-08-30 US US13/137,611 patent/US8605180B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-07 CN CN2011102630238A patent/CN102438110A/zh active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014063480A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 警報システム |
JP2018137748A (ja) * | 2013-12-27 | 2018-08-30 | 株式会社ニコン | 撮像ユニット及び撮像装置 |
US10692916B2 (en) | 2013-12-27 | 2020-06-23 | Nikon Corporation | Image-capturing unit and image-capturing apparatus |
US11089223B2 (en) | 2013-12-27 | 2021-08-10 | Nikon Corporation | Image-capturing unit and image-capturing apparatus |
US11974056B2 (en) | 2013-12-27 | 2024-04-30 | Nikon Corporation | Image-capturing unit and image-capturing apparatus |
US20230123946A1 (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Amogy Inc. | Power management for hybrid power system |
US11923711B2 (en) * | 2021-10-14 | 2024-03-05 | Amogy Inc. | Power management for hybrid power system |
WO2023120609A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 国立大学法人静岡大学 | 距離画像測定装置及び距離画像測定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8605180B2 (en) | 2013-12-10 |
CN102438110A (zh) | 2012-05-02 |
US20120062775A1 (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5858695B2 (ja) | 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法 | |
US9029752B2 (en) | Solid state imaging apparatus including reference signal generator with a slope converting circuit | |
JP6226254B2 (ja) | 固体撮像装置及びスイッチング回路 | |
JP2012065032A (ja) | パワーゲート回路、固体撮像素子、およびカメラシステム | |
US9204075B2 (en) | Solid-state imaging device and camera system | |
US7321329B2 (en) | Analog-to-digital converter and semiconductor device | |
US7616146B2 (en) | A/D conversion circuit, control method thereof, solid-state imaging device, and imaging apparatus | |
US9041583B2 (en) | Comparator, solid-state imaging device, electronic apparatus, and driving method | |
JP5868065B2 (ja) | 撮像装置 | |
US8350941B2 (en) | A/D converter, solid-state image sensing device, and camera system | |
JP5531797B2 (ja) | 固体撮像素子およびカメラシステム | |
JP5482137B2 (ja) | 固体撮像装置、負荷電流源回路 | |
KR20160040139A (ko) | 촬상 장치, 전자 기기 | |
US20100045838A1 (en) | Booster circuit, solid-state imaging device, and camera system | |
JP2009171397A (ja) | 固体撮像素子、およびカメラシステム | |
US8773580B2 (en) | Solid-state image pickup device and camera system | |
US9413993B2 (en) | Solid-state imaging device for reducing noise, and imaging device for reducing noise having a multi-stage sample and hold circuit stabilizing voltage supplied to load transistors | |
JP2014165396A (ja) | 固体撮像装置および電子機器 | |
US20150124136A1 (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
JP2013121027A (ja) | 固体撮像素子およびその駆動方法、カメラシステム | |
JP5206861B2 (ja) | Ad変換装置およびその方法、固体撮像素子およびその駆動方法、並びにカメラシステム | |
WO2012144171A1 (ja) | 固体撮像装置、その駆動方法及びカメラシステム |