JPH0357370A - 半導体受光装置 - Google Patents

半導体受光装置

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JPH0357370A
JPH0357370A JP1193496A JP19349689A JPH0357370A JP H0357370 A JPH0357370 A JP H0357370A JP 1193496 A JP1193496 A JP 1193496A JP 19349689 A JP19349689 A JP 19349689A JP H0357370 A JPH0357370 A JP H0357370A
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浩志 向中野
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河原　行人
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聡 町田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光照射された原稿からの反射光を受けて電気
信号に変換する半導体受光装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、一導電型の単結晶基板上に光電変換用半導体
受光素子（以下、受光素子と称す。）及び前記受光素子
の出力信号を順次読み出す読み取り回路及び前記出力信
号を電圧変換する増幅回路及び定電圧を供給するボルテ
ージレギュレーターが形成された半導体受光装置であり
、読み取り回路で発生するスイッチングノイズを小さく
する為に、読み取り回路及び受光素子は、内蔵されたボ
ルテージレギュレーターから供給された低電圧で駆動さ
れるものである。スイッチングノイズが減ることにより
、半導体受光装置のＳ／Ｎ比が向上する。更に読み取り
回路を低電圧で駆動するために低消費電流となる。
〔従来の技術〕
第２図は、従来の半導体受光装置の回路図である。半導
体受光装置に入射した光は、受光素子群１により、電気
信号に変換される。しかしながら、受光素子群１で変換
された電気信号は微弱である為、読み取り回路２で発生
する雑音の影響を受けやすい。
アナログスイッチをＭＯＳトランジスタＴＧｎで形成し
た場合、ゲート・ドレイン間の寄生容量を介して過疫応
答時のスパイク雑きが受光素子Ｓｎの信号に変動を与え
る。この雑音は、高い電源電圧でＭＯＳトランジスタＴ
Ｇｎを駆動する程大きくなる。
出力電圧が外部負荷容量及び外部負荷抵抗による低下を
防ぐ為に受光素子群１の電気信号を電圧変換する方式が
拡く用いられている。電圧変換には、一般にソースフオ
ロア回路、演算増幅回路（以下Ｔｆｐ　　Ａｍｐと称す
。）が使用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、σｐ　　Ａｍｐは、受光素子の信号出力
を歪みなく伝送するために、広いダイナミックレンジが
必要である。Ｕｐ　　Ａｍｐのダイナミックレンジは、
電源電圧の大きさにより変化する。電源電圧が高い程、
ダイナミックレンジは広くとれる。一方、読み取り回路
の電源電圧を高くすると、前述のように、寄生容量及び
ゲート・ドレイン容量を介して、信号線に飛び込む雑音
が大きくなり、Ｓ／Ｎ比の低下になってしまう。つまり
、従来の半導体受光装置を駆動する電源電圧が高いと、
雑音が増し、低いとダイナミックレンジが狭くなり、満
足な特性が得られなかった。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、本発明は、σｐＡｒｎｐと
読み取り回路を異った２つの電源電圧で駆動できるよう
にしたものである。電源電圧値はＵｐ　　Ａｍｐの方を
高くする。また、読み取り回路及び受光素子の電源電圧
は、同一単結晶基板に形成されたボルテージレギュレー
ターから与えられるようにした。前記ボルテージレギュ
レーターは、前記Ｔｆｐ　　Ａｍｐの電源電圧を使用す
るため、半導体受光装置に与える電圧は１つである。前
記ボルテージレギュレーターは形戒する為に製造プロセ
スの変更はない。
〔作用〕
上記の様に受光素子、読み取り回路、σｐＡｍｐ及びボ
ルテージレギュレーターを同一単結晶基板に形成するこ
とにより、広いダイナミックレンジを有し、雑音が少な
く、高いＳ／Ｎ比も有する半導体受光装置が得られる。
また読み取り回路を従来よりも低い電源電圧で駆動する
ので、低消費電流となる。
〔実施例〕
以下、本発明について実施例により詳細に説明する。
第１図は、本発明の半導体受光装置の一実施例の回路図
である。一導電型単結晶半導体基板に受光素子１、読み
取り回路２、Ｔｆｐ　　Ａｍｐ３及びボルテージレギュ
レータ４を形成する。読み取り回路２は、リセットトラ
ンジスタＴＲｎ，｝ランスミッションゲートＴＧｎ，及
びシフトレジスタＳＲｎ等で構成されている。リセット
トランジスタＴＲｎは、各受光素子を一定電圧にリセッ
トするものである。
信号の読み出しは、以下のように行なわれる。
シフトレジスタＳＲＩの出力を受けて動作状態になった
トランスミッションゲートＴＲＩを通して、受光素子Ｓ
１の信号が出力される。信号はσｐＡｍｐ３で増幅され
外部へ出力される。シフトレジスタＳＲＩのデータが次
段へ移動し、受光素子の信号は、順次出力されていく。
読み出し回路及び受光素子の電源電圧Ｖ　ＤＤ２は、内
蔵されたボルテージレギュレーター４から供給されてい
る。前記ボルテージレギュレーター４は、電源電圧ｖＤ
Ｄ１で駆動されている。この電圧は、？ＴｐＡｍｐ３の
電源電圧と同じにすることが設計可能であるため、半導
体受光装置に供給する電圧は１つだけでよい。また本発
明を実施するには、ＶＤＤＩ＞ＶＤＤ２とする。
尚、本発明は、Ｃ−ＭσＳトランジスタにより、読み取
り回路を構威した実施例を示したが、バイボーラトラン
ジスタ等で構成することも可能である。また、σｐ　　
Ａｍｐ３ボルテージレギュレーター４も、ＣＭσＳトラ
ンジスタ、あるいは、バイボーラトランジスタでも作成
できることは、明らかである。したがって、従来と製造
プロセスを変更する必要もなく、本発明を実施するため
に工程が増すこともない。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、読み取り回路の駆動電
圧を低くすることにより、信号線の雑音が小さくなり、
高いＳ／Ｎ比が得られ、低消費電流であり広いダイナミ
ックレンジを持つ半導体受光装置が得られるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の半導体受光装置の一実施例を示した回
路図。第２図は、従来の半導体受光装置を示した回路図
である。 ・受光素子群 ・読み取り回路 ●Ｔｆｐ　　Ａｍｐ ●ボルテージレギュレーター 以 上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光電変換素子及び前記光電変換素子の出力信号を順次読
    み出す読み取り回路とがそれぞれ複数個と前記出力信号
    を電圧変換する増幅回路及び定電圧を供給するボルテー
    ジレギュレーターとが一導電型半導体基板に形成された
    半導体受光装置であって、前記光電変換素子及び前記読
    み取り回路は、前記ボルテージレギュレーターから供給
    される電圧で駆動されることを特徴とする半導体受光装
    置。
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US07/557,089 US5109155A (en) 1989-07-25 1990-07-23 Semiconductor image sensor with an integrated voltage regulator
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KR910004013A (ko) 1991-02-28
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