CMOS圖像傳感器集成A/D轉(zhuǎn)換器技術(shù)的研究:片上集成A/D轉(zhuǎn)換器是CMOS圖像傳感器的關(guān)鍵部件，文章分析和比較了三類(lèi)不同集成方式：芯片級(jí)，列級(jí)和象素級(jí)的原理，性能和特點(diǎn)。最后，展望了CMOS圖像傳感器上集成A/D轉(zhuǎn)換器的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞： CMOS圖像傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，傳感器，芯片級(jí)，列級(jí)，象素級(jí)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)，多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像傳感器作為數(shù)碼相機(jī)，攝像頭等圖像獲取設(shè)備的核心部件正在成為當(dāng)前和未來(lái)研究的重點(diǎn)。按照類(lèi)型來(lái)分圖像傳感器主要可以分為CCD型和CMOS型。CCD（Charged Coupled Device）技術(shù)由在貝爾實(shí)驗(yàn)室在1969年首先提出，至今已有25年的歷史。它是利用一個(gè)特殊的VLSI工藝，在硅片表面上生成一個(gè)緊密壓縮的多硅電極網(wǎng)格，通過(guò)光電效益收集電荷。在過(guò)去的20多年里，CCD 圖像傳感器以其高靈敏性低噪聲和寬的動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)點(diǎn)占領(lǐng)了圖像傳感器市場(chǎng)。但是隨著CCD應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其缺點(diǎn)逐漸顯露出來(lái)，首先是CCD光敏單元陣列難與驅(qū)動(dòng)電路及信號(hào)處理電路單片集成，不易處理一些模擬和數(shù)字功能，這些功能包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、精密放大器、存儲(chǔ)器、運(yùn)算單元等元件的功能，其次CCD陣列驅(qū)動(dòng)的脈沖復(fù)雜，需要使用相對(duì)高的工作電壓，不能與深亞微米超大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)兼容，而且CCD功耗大的缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在便攜電子設(shè)備上的應(yīng)用。MOS圖像傳感器的概念最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，但當(dāng)時(shí)由于大規(guī)模集成電路工藝的限制未能進(jìn)行研究。隨著超大規(guī)模集成電路和微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展，最近人們已經(jīng)成功將圖像傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，圖像處理電路等模塊集成在一塊CMOS圖像傳感器芯片上[1][2]，以達(dá)到低功耗，高性能，高集成度和高可靠性，并且大大降低系統(tǒng)成本和面積，CMOS圖像傳感器開(kāi)始突破原來(lái)成像質(zhì)量差的缺點(diǎn)，逐漸成為圖像傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文主要針對(duì)CMOS圖像傳感器上集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電路的主要類(lèi)型及其特點(diǎn)和最新進(jìn)展作一介紹。