S
1
2
a (e1) b
c (e2) d
Vo EOS
第一章自光电二极管列阵
1.1.2 扫描驱动电路
4、一种低功耗动态移位寄存器
2 1
T1 S
T4
N1 T5 T2
T6 T3
e1
……..
e2
…….. CV
1
2
第一章自光电二极管列阵
Vo RL
COM
1.1.2 扫描驱动电路
5、简化电路分析
S
0 VS
2 1
脉冲为低电平时激活该单元；
② 反向器（T1&T3）：低电平导通，信号反向（双反=不反），将本 单元输入电平信号传递到下一单元；
③ 栅电容（Cg&Cg）：本第单一元章自激光活电二时极充管电列阵，本单元不激活时保持电平。
3、普通移位寄存器工作原理（1）
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
第一章自光电二极管列阵
1.1.1 SSPA线列阵原理
3、简单线阵SSPA电路
e1
e2
选通开关
e3
输出
光电二极管
第一章自光电二极管列阵
电源
1.1.2 扫描驱动电路
4、PMOS场效应管
➢负栅压（大于阈值）导通； ➢零栅压或正栅压截止。
（a）零栅压
（b）负栅压
源(S) 栅(G) 漏(D)
p
p
n
体(B)
S
1
2
a (e1) b
c (e2) d
第一章自光电二极管列阵
3、普通移位寄存器工作原理（2）
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
S
1
2
a (e1) b
c (e2) d
第一章自光电二极管列阵
3、普通移位寄存器工作原理（3）
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
T4
0
Cb
-V
N
T5
T1
CN
e
VN
Cb Cb CN
V
Cb C0Wl 当VN 0时 Cb C0WL 当VN VS时
第一章自光电二极管列阵
6、工作波形（1）
S 1 2 VN1 e1 e2
第一章自光电二极管列阵
6、工作波形（2）
S 1 2 VN1 e1 e2
第一章自光电二极管列阵
6、工作波形（2）
绪论
1、图像传感器的主要功能： ➢把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信号，转换为按时序 串行输出的视频信号。 2、图像传感器的主要操作： ① 光电转换：把一定时间内的光强信号转换为电信号； ② 扫描读出：把各个像元的电信号扫描读出，获得视频信号。 3、固体图像传感器的主要分类： ① 电荷耦合器件（CCD）； ② MOS图像传感器，即自扫描光电二极管列阵（SSPA）； ③ 电荷耦合光电二极管列阵（CCPD）； ④ 电荷注入器件（CID）。 4、固体图像传感器的主要优点： ① 固体化：全固态器件，耐冲击，可靠性高；
反相器
VCC
M13 pmos l = 5u W = 5u
M14 nmos l = 5u W = 5u
0
pmos M15 l = 5u
W = 5u
VCC
0
nmos M16 l = 5u
W = 5u
VCC
M17 pmos l = 5u W = 5u
M18 nmos l = 5u W = 5u
0 e3
pmos M21 l = 5u
S 1 2 VN1 e1 e2
第一章自光电二极管列阵
1.1.2 扫描驱动电路
6、工作波形
S 1 2 VN1 e1 e2
Vo
第一章自光电二极管列阵
1.1.2 扫描驱动电路
7、电容自举移位寄存器的优点 ➢互补驱动电路：T5和T6不同时导通； ➢移位信号到才开始工作：整个移位寄存器消耗的功 率仅等于一位寄存器消耗的功率； ➢功耗极低：<0.5mW； ➢CMOS电路性能更好。
W = 5u
VCC
0
nmos M22 l = 5u
1.2 SSPA面列阵 1.2.1 再充电采样型面阵 1.2.2 电压采样型面阵
1.3 特殊列阵 1.3.1 环形列阵 1.3.2 光栅位移传感器 1.3.3 X射线探测列阵
第一章自光电二极管列阵
1.1.1 SSPA线列阵原理
1、SSPA线阵电路框图
第一章自光电二极管列阵
1.1.1 SSPA线列阵原理
② 高性能：灵敏度高、分辨率高、工作频率高（高速）。
第一章自光电二极管列阵
CMOS 图像传感器简介
第一章自光电二极管列阵
图像传感器分类
第一章自光电二极管列阵
第一章 自扫描光电二极管列阵（SSPA）
1.1 SSPA线列阵 1.1.1 线列阵原理 1.1.2 扫描驱动电路 1.1.3 光电二极管工作方式 1.1.4 开关噪声及补偿方法 1.1.5 多相时钟线列阵
第一章自光电二极管列阵
1.1.2 扫描驱动电路
8、CMOS移位寄存器
传输门+反向器
第一章自光电二极管列阵
1.1.2 扫描驱动电路
9、仿真电路
F1 F2
pmos
M1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
l = 5u
W = 5u
VCC
S
0
nmos
M2
l = 5u
W = 5u
VCC
M3
pmos l = 5u W = 5u
pmos
M5
l = 5u
源(S) 栅(G) 漏(D)
D -----
G
p
p
G
n
IDS
p沟
S 体(B)
第一章自光电二极管列阵
D
IDS S
1.1.2 扫描驱动电路
4、普通移位寄存器
2 1
T2
a
S
T1
T4
T6
b
c
T5 T3
T
8
d
T7
COM
Cg
Cg
Cg
1 e1
2 e2
N-1 eN-1
N e
N
① 负载管（T2&T4）：低电平导通，导通时相当于电阻，在对应时钟
S
1
2
a (e1) b
c (e2) d
第一章自光电二极管列阵
3、普通移位寄存器工作原理（4）
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
S
1
2
a (e1) b
c (e2) d
第一章自光电二极管列阵
1.1.2 扫描驱动电路
4、工作波形
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
W = 5u
VCC
0
M4
nmos l = 5u W = 5u
nmos
M6
l = 5u
W = 5u
0
F1 F2
传输门
VCC
M7 pmos l = 5u W = 5u
M8 nmos l = 5u W = 5u 0
e2
pmos M11 l = 5u
W = 5u
VCC
0
nmos M12 l = 5u
W = 5u
2、扫描电路 ① 移位寄存器： ➢ 每2个时钟周期，o/p1端的信号传递到o/p2端； ➢ 信号依次移位，先进先出； ➢ 结构简单，容易扩展。
第一章自光电二极管列阵
1.1.1 SSPA线列阵原理
2、扫描电路
② 解码器： ➢ n位二进制输入； ➢ 2n个扫描输出； ➢ 可以随机编码； ➢ 结构复杂，不易扩展。