Prosty komparator analogowydla cyfrowego przetwornika obrazu CMOS

Komparator napięciowy, oprócz przetwornika światło-napięcie, jest jedynym elementem analogowym w cyfrowym pikselu CMOS. W pracy badano wpływ nieidealności komparatora analogowego na parametry cyfrowego piksela. W tym celu zaprojektowano w technologii CMOS 0,35 μm dwie wersje cyfrowego piksela, różniące się typem zastosowanego komparatora analogowego. W pierwszej wersji piksela zastosowano różnicowy komparator o zwiększonej powierzchni topografii i polepszonych własnościach elektrycznych. W drugiej wersji zastosowano bardzo prosty nieróżnicowy komparator o zmniejszonej powierzchni i gorszych własnościach elektrycznych. Przedstawiono analizę teoretyczną wpływu nieidealności komparatora na jakość obrazu (szum typu FPN) uzyskiwanego z matrycy cyfrowych pikseli i przedstawiono wyniki symulacji komputerowych.

---

A voltage comparator, in addition to the light-to-voltage converter, is the only analogue part of the CMOS digital pixel. In this work, the influence of an analogue comparator nonidealities on the digital pixel’s parameters was investigated. For this purpose, it was designed in 0.35 μm CMOS technology two versions of the digital pixel, which differ in the type of an analogue comparator used. In the first version of the pixel is used a differential comparator with a larger layout area and an improved electrical parameters. In the second version, is used a very simple single-ended comparator with a reduced layout area and a worse electrical properties. The analytical analysis of the influence of a comparator nonidealities on an image quality (FPN noise) from the array of the digital pixels is presented. The simulation results are also presented.