基于4t结构的cmos图像传感器时序控制研究

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1、分类号：UDC：密级：编号：基于4T结构的CMOS图像传感器时序控制研究ResearchoftheTimingControloftheCMOSImageSensorBasedon4TPixelStructure学位授予单位及代码：筮壹堡王太堂(!Q!竖2学科专业名称及代码：让篡扭座届撞苤．!鳗!至鳗2研究方向：图堡丝垄生撞式迟到申请学位级别：亟±指导教师：塑l送洼副熬援研究生：壑毯卫论文起止时间：呈Q!至!!!二垫!墨!!至长春理工大学硕士(或博士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士(或博士)学位论文，《基于4T结构的CMOS图

2、像传感器时序控制研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：趣积卫丝年』月丑日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文

3、的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：壑丝兰导师签名：蚴2里年三月卫日您绎三月绎摘要近几年来，CMOS图像传感器由于其生产工艺兼容、生产成本较低和功耗控制较好等优势，在很多方面获得了快速的发展，广泛应用于手机、PC摄像头、安防监控、条形码扫描器、玩具、汽车后视和航空航天等领域，正在逐步取代CCD图像传感器。CMOS图像传感器是一种把像素感光阵列、放大器和模数转换等模拟功能模块及时序控制电路集成在一起

4、的芯片系统。时序控制电路是芯片系统中的重要部分，为其它各个模块提供控制信号，确保其在正确的时序下工作，从而完成一帧图像的输出。故本文的研究内容有着非常重要的现实意义。本文的创新点在于设计了一种简化4T像素结构，较普通4T像素结构而言，该简化结构像素内部去掉了行选通管，行选信号替换复位管的电源电压，从而提高了像素的填充因子，简化了内部电路设计，减小了版图的面积，消除了行选通管引入的随机噪声。本论文主要研究的内容为简化4T像素结构CMOS图像传感器的时序控制。首先，详细分析了简化4T像素结构及其读出电路的工作时序；其次，在此基础上设计了本系统

5、所采用的滚筒式曝光控制方式，并深入分析了其时序控制关系；最后，重点介绍了芯片系统中各控制模块的结构和具体设计。在控制模块具体设计时，采用自顶向下的设计方法，按照逻辑功能和时序控制关系完成模块的划分，然后运用Verilog硬件描述语言完成所有模块的编码，最后使用Cadence公司的设计工具进行仿真验证。设计完成后采用0．11gmCIS工艺流片，经测试，该CMOS图像传感器的填充因子较普通的4T像素结构有了较大的提升，达到了72％，灵敏度也有一定的提高，芯片整体性能满足了设计要求。关键词：CMOS图像传感器简化4T像素结构滚筒式曝光时序控制A

6、BSTRACTInrecentyears，duetotheadvantagesofcompatibleproductionprocess，lowcostandlowpowerconsumption，ere．，CMOSimagesensorhasachievedrapiddevelopmentinmanyaspects．Itiswidelyusedinmobilephones，PCcameras，secudtymonitoring，barcodescanners，toys，carrearviewandaerospaceandotherfie

7、lds，graduallyreplacingtheCCDimagesensor．CMOSimagesensorisachipsystem，whichintegratedpixelarray,amplifiers，ADCandtimingcontrollingcircuits．Thetimingcontrollingcircuits‘areanimportantpartofthechipsystem，providingcontrollingsignalstoeachmoduletoensurethecorrecttiming，SOastoo

8、utputaframeimage．Therefore，theresearchofthispaperhasaveryimportantpracticalsignificance．Innovati