Passive Ramp Generator for CMOS Image Sensors
Abstract
CMOS-bildesensorer er en nøkkelbyggestein i alle systemer som krever bildebehandling, som f.eksmobiltelefoner, digitale kameraer, romavbildningsutstyr og brukes i mange flere bildeenheter.I de fleste av disse sensorene brukes en av de vanligste ADCene til å konvertere den analoge informasjoneni digital form er 'SSADC'(Single Slope ADC)[1], som inkluderer en rampegenerator for sinoperasjon. De fleste av disse rampegeneratorene er blandede signalkretser, og ikke mange finnes ilitteratur som er rent analog av natur, tar denne oppgaven derfor sikte på å bygge en ”kontinuerlig tidPassive Ramp Generator” under gitte spesifikasjoner av helningsområde, spenningssving, linearitetog støy. Den konstruerte rampegeneratoren opererer med en forsyningsspenning på 1,8V med en driftstemperaturområde på 40◦C−125◦C og er testet over ss,sf,fs og ff hjørner. Den bruker maksimaltgjennomsnittlig effekt på 3,5mW, som dekker et skråningsområde på 125mV/µs til 2000mV/µs, maksimal effektstøy er 18µVrms og maksimal INL er 0,7 %. CMOS Image Sensors are a key building block in all systems requiring imaging capability such asmobile phones, digital cameras, space imaging equipment and is used in many more imaging devices.In most of these sensors one of the most common ADC utilized to convert the analog informationinto digital form is the ’SSADC’(Single Slope ADC)[1], which includes a ramp generator for it’soperation. Most of these ramp generators are mixed signal circuits, and not many are found inliterature which are purely analog in nature, this thesis thus aims to build a ”Continuous TimePassive Ramp Generator” under given specifications of slope range, voltage swing, linearityand noise. The designed ramp generator operates at a supply voltage of 1.8V with an operatingtemperature range of 40◦C−125◦C and is tested over ss,sf,fs and ff corners.It consumes a maximumaverage power of 3.5mW , covering a slope range of 125mV/µs to 2000mV/µs, the maximum outputnoise is 18µVrms and the maximum INL is 0.7%.