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CMOS 이미지 센서(CMOS image sensor, CIS)를 위한 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)로서,램프 신호를 생성하고 상기 램프 신호를 비교기에 입력하는 램프 생성기;아날로그 신호와 상기 램프 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 결과값을 출력하는 비교기; 및상기 비교기가 출력한 상기 결과값에 따라 카운팅 동작을 수행하는 카운터를 포함하되,상기 램프 생성기는제1 복수의 커패시터로 구성되고, 상기 제1 복수의 커패시터 각각은 한 쪽 단자가 모두 연결된 형태로 구성되는 로컬 CDAC(capacitive digital analog converter), 및각 칼럼에 제2 복수의 커패시터가 추가로 배치되고, 모든 칼럼의 상기 제2 복수의 커패시터의 한 쪽 단자가 모두 연결된 형태로 구성되는 슈퍼 CDAC를 포함하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제1항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상위 비트의 변환을 수행하는 코스(coarse) 변환 단계 및 하위 비트의 변환을 수행하는 미세(fine) 변환 단계에 걸쳐 아날로그-디지털 변환을 수행하되,상기 램프 생성기는 상기 코스 변환 단계에서 상기 로컬 CDAC 및 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 코스 램프 신호를 생성하고, 상기 미세 변환 단계에서 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 미세 램프 신호를 생성하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제2항에 있어서상기 코스 변환 단계에서 상기 로컬 CDAC는 상기 아날로그 신호와 코스 램프 신호의 크기가 교차하는 시점의 아날로그 값을 저장하고,상기 미세 변환 단계에서 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 저장된 아날로그 값을 이용하여 상기 하위 비트의 변환을 수행하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제2항에 있어서,상기 미세 변환 단계에서 상기 램프 생성기는 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 상기 미세 램프 신호를 생성하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제1항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 비교기의 입력을 스위칭하여 적어도 두 번의 아날로그-디지털 변환 동작을 수행하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제1항에 있어서,상기 카운터는 상기 각 칼럼마다 개별적으로 배치된 로컬 클럭 생성기에서 생성된 로컬 클럭에 따라 상기 카운팅 동작을 수행하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제6항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 적어도 두 개의 기준 전압(reference voltage)에 대하여 아날로그-디지털 변환을 수행하여 상기 로컬 클럭에 의한 이득 에러(gain error) 및 오프셋을 계산하고, 상기 계산 결과를 이용하여 아날로그-디지털 변환 결과를 후보정하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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CMOS 이미지 센서(CMOS image sensor, CIS)를 위한 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)로서,램프 신호를 생성하고 상기 램프 신호를 비교기에 입력하는 램프 생성기;아날로그 신호와 상기 램프 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 결과값을 출력하는 비교기; 및상기 비교기가 출력한 상기 결과값에 따라 카운팅 동작을 수행하는 카운터를 포함하되,상기 카운터는 각 칼럼마다 개별적으로 배치된 로컬 클럭 생성기에서 생성된 로컬 클럭에 따라 상기 카운팅 동작을 수행하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제8항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 적어도 두 개의 기준 전압(reference voltage)에 대하여 아날로그-디지털 변환을 수행하여 상기 로컬 클럭에 의한 이득 에러(gain error) 및 오프셋을 계산하고, 상기 계산 결과를 이용하여 아날로그-디지털 변환 결과를 후보정하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제8항에 있어서,상기 램프 생성기는제1 복수의 커패시터로 구성되고, 상기 제1 복수의 커패시터 각각은 한 쪽 단자가 모두 연결된 형태로 구성되는 로컬 CDAC(capacitive digital analog converter), 및각 칼럼에 제2 복수의 커패시터가 추가로 배치되고, 모든 칼럼의 상기 제2 복수의 커패시터의 한 쪽 단자가 모두 연결된 형태로 구성되는 슈퍼 CDAC를 포함하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제10항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상위 비트의 변환을 수행하는 코스(coarse) 변환 단계 및 하위 비트의 변환을 수행하는 미세(fine) 변환 단계에 걸쳐 아날로그-디지털 변환을 수행하되,상기 램프 생성기는 상기 코스 변환 단계에서 상기 로컬 CDAC 및 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 코스 램프 신호를 생성하고, 상기 미세 변환 단계에서 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 미세 램프 신호를 생성하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제11항에 있어서,상기 코스 변환 단계에서 상기 로컬 CDAC는 상기 아날로그 신호와 코스 램프 신호의 크기가 교차하는 시점의 아날로그 값을 저장하고,상기 미세 변환 단계에서 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 저장된 아날로그 값을 이용하여 상기 하위 비트의 변환을 수행하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제11항에 있어서,상기 미세 변환 단계에서 상기 램프 생성기는 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 상기 미세 램프 신호를 생성하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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제8항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 비교기의 입력을 스위칭하여 적어도 두 번의 아날로그-디지털 변환 동작을 수행하는, 아날로그-디지털 변환기(ADC)
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빛을 감지하여 픽셀 신호를 출력하는 복수의 픽셀이 배열되는 픽셀 어레이(pixel array);상기 픽셀 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC); 및상기 디지털 신호를 판독하여 출력하는 센스 앰프(sense amp)를 포함하되,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는램프 신호를 생성하고 상기 램프 신호를 비교기에 입력하는 램프 생성기;상기 픽셀 신호와 상기 램프 신호의 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 결과값을 출력하는 비교기; 및상기 비교기가 출력한 상기 결과값에 따라 카운팅 동작을 수행하는 카운터를 포함하고,상기 램프 생성기는제1 복수의 커패시터로 구성되고, 상기 제1 복수의 커패시터 각각은 한 쪽 단자가 모두 연결된 형태로 구성되는 로컬 CDAC(capacitive digital analog converter), 및각 칼럼에 제2 복수의 커패시터가 추가로 배치되고, 모든 칼럼의 상기 제2 복수의 커패시터의 한 쪽 단자가 모두 연결된 형태로 구성되는 슈퍼 CDAC를 포함하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제15항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상위 비트의 변환을 수행하는 코스(coarse) 변환 단계 및 하위 비트의 변환을 수행하는 미세(fine) 변환 단계의 2단계로 아날로그-디지털 변환을 수행하되,상기 램프 생성기는 상기 코스 변환 단계에서 상기 로컬 CDAC 및 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 코스 램프 신호를 생성하고, 상기 미세 변환 단계에서 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 미세 램프 신호를 생성하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제16항에 있어서상기 코스 변환 단계에서 상기 로컬 CDAC는 상기 픽셀 신호와 코스 램프 신호의 크기가 교차하는 시점의 아날로그 값을 저장하고,상기 미세 변환 단계에서 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 저장된 아날로그 값을 이용하여 상기 하위 비트의 변환을 수행하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제16항에 있어서,상기 미세 변환 단계에서 상기 램프 생성기는 상기 슈퍼 CDAC를 이용하여 상기 미세 램프 신호를 생성하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제15항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 비교기의 입력을 스위칭하여 적어도 두 번의 아날로그-디지털 변환 동작을 수행하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제15항에 있어서,상기 카운터는 상기 각 칼럼마다 개별적으로 배치된 로컬 클럭 생성기에서 생성된 로컬 클럭에 따라 상기 카운팅 동작을 수행하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제20항에 있어서,상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 적어도 두 개의 기준 전압(reference voltage)에 대하여 아날로그-디지털 변환을 수행하여 상기 로컬 클럭에 의한 이득 에러(gain error) 및 오프셋을 계산하고, 상기 계산 결과를 이용하여 아날로그-디지털 변환 결과를 후보정하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제15항에 있어서,상기 픽셀 어레이의 로우(row)를 선택하고 제어하는 로우 드라이버; 및상기 픽셀 어레이의 칼럼(column)을 선택하고 제어하는 칼럼 디코더를 더 포함하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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제15항에 있어서,디지털 신호 경로의 메탈과 동일한 층(layer)에서 상기 픽셀 신호의 경로를 덮는 가이드 메탈 라인을 더 포함하는, CMOS 이미지 센서(CIS)
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