用于輻射探測器的電子電荷注入電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于輻射探測器的電子讀取電路，包括：對輻射敏感的元件(11)；能夠在敏感元件(11)的一個(gè)端子注入電荷的注入電路，注入電路(14)在至少一個(gè)輸入端子與一個(gè)輸出端子之間延伸，該輸出端子能夠連接到所述敏感元件(11)，注入電路(14)能夠在觸發(fā)脈沖的作用下產(chǎn)生電荷。注入電路能夠在輸入端子連接到第一輸入電勢時(shí)注入第一電荷，并且在輸入端子連接到第二輸入電勢(Vinj2，Phiinj)時(shí)注入第二電荷。電路包括用于存儲(chǔ)注入電路(14)的輸出電勢(被稱為平衡電勢)與參考電勢之間的差的模塊，使得第二電荷取決于第二輸入電勢和所述平衡電勢。
【專利說明】
用于輻射探測器的電子電荷注入電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于輻射探測器的電子電路，其適于量化利用反電荷(countercharge) 注入電路接收的光子的輻射。本發(fā)明尤其涉及用于 X 或伽馬射線輻射成像的矩陣輻 射探測器，其包括與用于將X或伽馬射線轉(zhuǎn)換成電荷的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的CMOS技術(shù)像素矩陣。
【背景技術(shù)】
[0002] 矩陣輻射探測器包括像素的矩陣和形成讀取模塊的電子電路。每個(gè)像素包括產(chǎn)生 與所接收的光子的量成比例的電荷的光敏元件。這些電荷(也被稱為光電荷)被讀取模塊處 理，以便供應(yīng)代表由每個(gè)光敏元件接收的光子的量的信息項(xiàng)。使用CMOS技術(shù)使得能夠在每 個(gè)像素中集成讀取模塊。因而，可以在像素自身之內(nèi)將電荷轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以簡化向矩陣 外部傳輸探測結(jié)果。用于產(chǎn)生讀取模塊的一種當(dāng)前方案是使用通過對電荷的積分而進(jìn)行操 作的電路。這種積分電路包括從光敏元件接收電荷的積分電容、閾值比較器、計(jì)數(shù)器和反電 荷注入電路。在曝光階段期間，電荷到達(dá)積分電容會(huì)在其端子處引起電壓下降。在電荷讀取 階段期間，只要積分電容的端子處的電壓低于閾值電壓，閾值比較器就切換特定次數(shù)。比較 器的每次切換將計(jì)數(shù)器遞增一個(gè)單位，并命令注入電路注入一組反電荷，電荷的量QO被計(jì) 量。因而，計(jì)數(shù)器遞增了在積分電容的端子處使電壓高于閾值電壓所需的電荷組的數(shù)量。通 常，在收集光電荷時(shí)進(jìn)行反電荷的注入，計(jì)數(shù)器確定比較器切換的次數(shù)，以便估計(jì)注入的電 荷的總量。然后讀數(shù)對應(yīng)于計(jì)數(shù)器的內(nèi)容的讀數(shù)。計(jì)數(shù)器的遞增的數(shù)量提供了代表由光敏 元件接收的光子的量的數(shù)值。
[0003] 反電荷注入電路是積分電路的關(guān)鍵元件。實(shí)際上，測量的準(zhǔn)確度依賴于對反電荷 的量QO的計(jì)量。一方面，反電荷的量QO必須要相對較小，因?yàn)樗鼘?yīng)于電荷量化間距；另一 方面，這個(gè)量必須要對每個(gè)反電荷組都相同，因?yàn)樗鼘Ψe分電容所接收的電荷進(jìn)行量化。
[0004] 現(xiàn)在，在當(dāng)前的反電荷注入電路中，比較器每次切換時(shí)注入的電荷的量可能會(huì)波 動(dòng)。實(shí)際上，這些電路包括場效應(yīng)晶體管，其溝道受到被稱為RTS的隨機(jī)噪聲的影響，RTS表 示"隨機(jī)電報(bào)信號(hào)"。這種噪聲的隨機(jī)屬性影響著注入的反電荷的量:注入受到這種噪聲的 影響，但全都彼此不同。因此，在嘗試估計(jì)通過特定次數(shù)的注入而注入的總電荷時(shí)，注入確 切地受到什么樣的影響是未知的。
[0005] 例如，反電荷注入電路常常包括串聯(lián)連接的兩個(gè)場效應(yīng)晶體管(FET)和連接于晶 體管的鏈接點(diǎn)與例如地的固定電壓之間的電容器。第一晶體管使得能夠?qū)㈦娙萜鞒潆姷接?這個(gè)晶體管的柵極電壓控制的第一電壓值(被稱為充電電壓）。第二晶體管使得能夠?qū)㈦娙?器放電到由這個(gè)晶體管的柵極電壓控制的第二電壓值(被稱為放電電壓）。從電容器注入到 積分電路的積分電容器的反電荷的量QO根據(jù)電容器的電容的值和充電電壓與放電電壓之 間的差。不過，不能直接從晶體管的柵極電壓推論出充電電壓和放電電壓。充電電壓和放電 電壓對應(yīng)于晶體管的內(nèi)部電勢，因?yàn)橛捎趯γ總€(gè)晶體管的溝道中的電荷的捕獲而造成的 RTS噪聲，所以內(nèi)部電勢是不能準(zhǔn)確知道的。在部件尺度減小時(shí)，這種RTS噪聲變得更大，以 便產(chǎn)生較低的反電荷的量Q0。在實(shí)踐中，這種RTS噪聲會(huì)將量QO的值修改幾個(gè)百分點(diǎn)。這種 修改直接反映在對所接收的光子的量的評估上，并且因此反映在所獲得圖像的質(zhì)量上?，F(xiàn) 在，這樣的誤差一般是不利的，尤其是在醫(yī)療成像領(lǐng)域中。
[0006] 用于補(bǔ)救上述缺點(diǎn)的方案確實(shí)存在。它們由準(zhǔn)確確定注入的反電荷的量構(gòu)成，以 評估光敏元件所產(chǎn)生的電荷的量。因而，控制了比較器的每次切換時(shí)注入的電荷的量。然后 改善了對探測器所收集的電荷的總量的測量，這提高了測量的準(zhǔn)確度。
[0007] 這項(xiàng)技術(shù)在反電荷的量QO很大時(shí)效果良好。不過，在試圖達(dá)到更小電荷Q0(通常大 約100個(gè)所注入的基本電荷(亦即電子或空穴），或更少)時(shí)，缺點(diǎn)顯現(xiàn)出來。例如，注入的電 荷QO可能取決于因?yàn)榧夹g(shù)離差而可變的電勢差。這一電勢差的值必須要大于其變化，使得 QO的離差可以被接受。換言之，與電勢差自己相比，電勢差的變化必須是可以忽略的。此外， 為了獲得小的QO值，使用對RTS噪聲更敏感的小晶體管。這種噪聲產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間不一的閾值 電壓的變化。校正這些變化需要復(fù)雜的設(shè)備。
[0008] 在專利申請F(tuán)R2977413中提到了這個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明旨在通過提出一種用于輻射探測器的電子電路來減輕上述問題的全部或 一些，該電子電路使得能夠既控制在比較器的每次切換時(shí)注入的電荷的量，又輸送小的反 電荷量。
[0010] 為此，本發(fā)明的主題是一種用于輻射探測器的電子電路，包括：
[0011] ?輻射敏感元件，
[0012] ?注入電路，所述注入電路適于在所述敏感元件的端子處注入電荷，所述注入電 路在至少一個(gè)輸入端子與一個(gè)輸出端子之間延伸，所述輸出端子適于連接到所述敏感元 件，所述注入電路適于在觸發(fā)脈沖的作用下產(chǎn)生電荷，
[0013] ?具有切換電勢的比較器，所述比較器具有接收閾值電勢的第一輸入和適于連接 到積分節(jié)點(diǎn)的第二輸入，所述積分節(jié)點(diǎn)能夠存儲(chǔ)所述敏感元件在接收輻射時(shí)產(chǎn)生的電荷， 所述電荷導(dǎo)致所述積分節(jié)點(diǎn)處的電勢的變化，所述注入電路適于在所述比較器的每次切換 時(shí)在所述積分節(jié)點(diǎn)處注入電荷，其特征在于，所述注入電路適于在輸入端子連接到第一輸 入電勢時(shí)注入第一電荷，并且在輸入端子連接到第二輸入電勢時(shí)注入第二電荷，
[0014]并且其特征在于，所述電路包括用于存儲(chǔ)平衡電勢與參考電勢之間的差的模塊， 所述平衡電勢對應(yīng)于所述第一電荷的一次或多次注入之后的所述注入電路的輸出電勢，所 述參考電勢為固定電勢，且所述注入電路適于注入取決于第二輸入電勢和所述平衡電勢的 第二電荷。
[0015] 本發(fā)明的另一主題是實(shí)施電子電路的方法，其特征在于，所述方法包括初始化階 段，該初始化階段包括以下步驟：
[0016] ?將注入電路的輸入端子連接到第一電勢，
[0017] ?在注入電路的輸出端子上注入第一電荷，
[0018] ?存儲(chǔ)平衡電勢與參考電勢之間的差，所述平衡電勢對應(yīng)于在所述第一電荷的一 次或多次注入之后的所述注入電路的輸出電勢，所述參考電勢為固定電勢，
[0019] ?如有必要，將積分節(jié)點(diǎn)設(shè)置到觸發(fā)電勢，該觸發(fā)電勢對應(yīng)于積分節(jié)點(diǎn)的電勢的 閾值，超過該閾值，注入電路就注入電荷
[0020] ?將注入電路的輸入端子連接到第二電勢，使得注入電路輸送根據(jù)積分節(jié)點(diǎn)的電 勢與觸發(fā)電勢之間的差的第二電荷。
[0021] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，平衡電勢對應(yīng)于在初始化階段結(jié)束時(shí)所述積分節(jié)點(diǎn)處的電勢。 該平衡電勢然后構(gòu)成觸發(fā)電勢，低于或高于該觸發(fā)電勢，注入電路就輸送第二電荷。
【附圖說明】
[0022] 在閱讀了通過舉例給出的實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明將得到更好的理解， 并且其它優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，描述是通過附圖來例示的，在附圖中：
[0023] 圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的輻射探測器中的像素的電路圖；
[0024]圖2A、2B、2C表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的實(shí)施例；
[0025] 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中像素的電路圖的第一變體的另一實(shí)施例；
[0026] 圖4表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的另一變體；
[0027] 圖5表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的變體；圖6表示根據(jù)本發(fā)明 的輻射探測器中的像素的電路圖的變體；
[0028] 圖7表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的變體；
[0029] 圖8表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的變體；
[0030] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施電子電路的初始化階段的步驟；
[0031] 圖10表示包括根據(jù)本發(fā)明的包括電子電路的輻射探測器；
[0032] 圖11表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的變體；
[0033] 圖12表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的變體；
[0034] 圖13表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的變體。
[0035] 為了清晰起見，在不同附圖中，相同的元件將帶有相同附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(例如，在專利申請F(tuán)R2977413中所述）的矩陣輻射探測器中 的像素10的電子電路的電路圖。每個(gè)像素10形成矩陣探測器的光敏點(diǎn)。電子電路包括輻射 敏感元件11和比較器12,比較器12具有切換電勢ν_ Ρχ其第一輸入接收閾值電勢V_P， 并且第二輸入用于連接到積分節(jié)點(diǎn)B，積分節(jié)點(diǎn)B鏈接到敏感元件11的陰極。
[0037] 敏感元件11具有雜散電容。敏感元件11在接收輻射時(shí)產(chǎn)生的電荷可以由敏感元件 11的雜散電容存儲(chǔ)。所收集的電荷引起積分節(jié)點(diǎn)B上的電勢(被稱為積分電勢）的變化。敏感 元件11可以是光電二極管或光電晶體管，或者更一般地，是產(chǎn)生與其接收的光子的量成比 例的電荷的任何光敏元件。所考慮的光子例如具有處于可見范圍、紅外線范圍或X射線范圍 中的波長。在后一種情況下，光敏元件在X輻射的作用下直接產(chǎn)生電荷，或者它對可見輻射 敏感，然后在X輻射源與光敏元件之間插入閃爍體。
[0038] 敏感元件11具有雜散電容C_det，其被用作用于存儲(chǔ)在曝光階段期間產(chǎn)生的電荷 的積分電容。敏感元件的雜散電gC_det-般足夠大。盡管如此，電容器可以并聯(lián)連接到敏 感元件，以增大積分電容，如下文詳述。敏感元件11的端子鏈接到固定電勢。例如，其連接到 電氣接地。閾值比較器12在正輸入上接收閾值電勢Vcomp。負(fù)輸入連接到敏感元件11的積分 節(jié)點(diǎn)。
[0039 ]電子電路包括電荷注入電路14，其適于在積分節(jié)點(diǎn)B處注入電荷。注入電路14也可 以被稱為注入器。注入電路14適于在比較器12的每次切換時(shí)在積分節(jié)點(diǎn)B處注入電荷。根據(jù) 探測器的操作，這些電荷為正(在探測器收集電子時(shí))或?yàn)樨?fù)(在探測器收集空穴時(shí)）。
[0040] 在積分電勢Vb從被稱為觸發(fā)電勢的閾值偏尚時(shí)，注入電路14被配置為在積分節(jié)點(diǎn) B處注入電荷。在探測器11收集電子時(shí)，積分電勢Vb變得低于觸發(fā)電勢。比較器12進(jìn)行切換， 其在積分節(jié)點(diǎn)B處導(dǎo)致被稱為"反電荷"的電荷注入。術(shù)語反電荷描述注入的電荷旨在使積 分電勢Vb高于觸發(fā)電勢的事實(shí)。
[0041] 類似地，在探測器11收集正電荷(也被稱為空穴）時(shí)，積分電勢Vb變得大于觸發(fā)電 勢。比較器12進(jìn)行切換，導(dǎo)致電荷的注入，這旨在使積分電勢Vb低于觸發(fā)電勢。
[0042] 因而，通常，電荷注入電路14適于向積分節(jié)點(diǎn)B注入根據(jù)積分電勢Vb與觸發(fā)電勢之 間的比較的電荷。
[0043]注入電路14在脈沖模式中進(jìn)行操作：它在脈沖的作用下輸送確定量QO的電荷。還 使用了術(shù)語注入循環(huán)。只要積分電勢Vb未跨過觸發(fā)電勢，注入電路14就連續(xù)注入所述量的 電荷Q0。
[0044] 在圖1表示的示例中，觸發(fā)電勢鏈接到比較器12的輸入的電勢Vcotp，以處在比較器 的偏移量之內(nèi)。在積分電勢Vb低于比較器12的切換電勢(稱為V_ P_bascui)時(shí)，比較器12切換， 導(dǎo)致連續(xù)注入反電荷，直到積分電勢Vb跨越V? mp_basc；ul。因而，在該示例中，觸發(fā)電勢對應(yīng)于 Vcomp-bascul〇
[0045] 電子電路包括連接在比較器12的輸出處的計(jì)數(shù)器13,以便計(jì)數(shù)比較器進(jìn)行切換的 次數(shù)，亦即計(jì)數(shù)電荷注入循環(huán)的數(shù)量?？梢栽诒容^器12與計(jì)數(shù)器13之間插入用于對來自比 較器12的信號(hào)進(jìn)行格式化的元件。
[0046] 閾值比較器12、計(jì)數(shù)器13和注入電路14形成電子電路，該電子電路使得能夠讀取 敏感元件11。
[0047] 反電荷注入電路14包括分別由Phi_l和Phi_2驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)開關(guān)21和22、用于注入電 SV_inj的電壓源141、注入電gC_inj的電容器143。開關(guān)21、開關(guān)22和電容器143的端子在 點(diǎn)A處鏈接，該點(diǎn)被稱為反電荷注入電路的節(jié)點(diǎn)。第一開關(guān)21使得能夠連接電壓源141和前 面定義的點(diǎn)A。第一開關(guān)21使得能夠在電荷注入電路的節(jié)點(diǎn)A處形成電荷。這將被稱為預(yù)充 電開關(guān)。
[0048] 開關(guān)22使得能夠?qū)Ⅻc(diǎn)A連接到敏感元件11的陰極，從而能夠在其中注入反電荷。而 且，開關(guān)22可以被稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)。必須要指出，敏感元件11的陰極還對應(yīng)于在探測器中通過 輻射的交互而產(chǎn)生的電荷積聚的點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)可以被稱為像素的積分節(jié)點(diǎn)B。換言之，節(jié)點(diǎn)B是 敏感元件11與其電子讀取電路之間的連接點(diǎn)。一方面它可以在敏感元件11暴露時(shí)從敏感元 件11接收電荷，另一方面，它可以從反電荷注入電路14接收反電荷。
[0049] 節(jié)點(diǎn)B上的電荷的收集和反電荷的注入導(dǎo)致積分節(jié)點(diǎn)B處電勢的變化。例如，認(rèn)為 在接收光子時(shí)，敏感元件11產(chǎn)生存儲(chǔ)于其陰極上的負(fù)電荷（電子）。這些負(fù)電荷導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)B處 的電勢下降。在節(jié)點(diǎn)B處的電勢低于比較器的切換電勢V c?P_basc；ui時(shí)，比較器12切換。每次切 換都由計(jì)數(shù)器13計(jì)數(shù)。
[0050] 反電荷注入電路14的操作原理如下。注入電勢V_inj被選擇為比閾值電勢￥。。_大 八_￥_11^。換言之，141的注入電勢￥_11^等于閾值電勢￥。。_和&_￥_11^之和。點(diǎn)厶被來自開 關(guān)21的脈沖Phi_l預(yù)先充電到電#V_inj。在積分節(jié)點(diǎn)B處的電勢Vb變得低于比較器的切換 電勢時(shí)，由脈沖Phi_2接通開關(guān)22。然后在積分節(jié)點(diǎn)B上注入電荷Q0。在積分節(jié)點(diǎn)B上，并且因 此在敏感元件11上注入的反電荷的量00是(3_;[11」X Δ _v_inj XC_det/(C_det+C_inj)?？梢?根據(jù)需要多次重復(fù)預(yù)充電和注入的循環(huán)，亦即，直到節(jié)點(diǎn)B處的電勢達(dá)到比較器的切換電 勢。在計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)這些循環(huán)。應(yīng)當(dāng)指出，敏感元件11的電容可以低到足以注入單個(gè)反電 荷，以將節(jié)點(diǎn)B的電勢帶到切換電勢，這導(dǎo)致比較器12的切換。
[0051 ] 現(xiàn)在假SC_inj XC_det/(C_det+C_inj)等于飛法(fF)，這已經(jīng)低于CMOS設(shè)計(jì)中通 ?？刂频闹?。如果目的是使QO的值等于100個(gè)注入的基本電荷，那么A_V_inj必須= 100X Q/lfF=16mV〇
[0052]成像器的不同像素的比較器可能受到閾值電壓變化的影響，該變化大約為10mV， 并在不同像素之間變化，主要因?yàn)榧夹g(shù)離差、溫度和成像器老化。因此非常難以控制、甚至 不可能控制低電荷QO。
[0053]此外，在裝置中有雜散電容，尤其是利用開關(guān)21和22的Phi j和Phi_2命令的情況 下。如果假設(shè)Phi_l和Phi_2在0與1.2V之間脈動(dòng)，且雜散電容也是1飛法，那么注入的雜散電 荷是1.2 X IfF/q，即注入7500個(gè)基本電荷。
[0054] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的輻射探測器中的像素的電路圖不適于生產(chǎn)小的反電荷Q0。所呈現(xiàn) 的發(fā)明的目的是提出一種具有小反電荷QO的功能電路圖。
[0055] 圖2A表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器的電子電路的第一實(shí)施例。像素20的電路圖包 括與圖1表述的像素10的電路圖相同的元件。根據(jù)本發(fā)明，注入電路14適于在敏感元件（11) 的端子處注入電荷。注入電路14在至少一個(gè)輸入端子E1與一個(gè)輸出端子S之間延伸，輸出端 子S適于連接到敏感元件11。注入電路14適于在觸發(fā)脈沖作用下產(chǎn)生電荷。根據(jù)本實(shí)施例， 注入電路14適于在輸入端子El連接到第一輸入電勢V_ing_l時(shí)注入第一電荷，并且在輸入 端子El連接到第二輸入電勢V_inj_2時(shí)注入第二電荷。電子電路包括用于存儲(chǔ)注入電路14 的輸出電勢Vs(稱為平衡電勢V_)與參考電勢之間的差的模塊，因此，第二電荷取決于第二 輸入電勢和所述平衡電勢V equ。在本示例中，參考電勢對應(yīng)于比較器的切換電勢。
[0056] 注入電路14鏈接到積分節(jié)點(diǎn)B并且適于輸送電荷QtoU像素20的電子電路還包括 用于在初始化階段期間在積分節(jié)點(diǎn)B達(dá)到被表示為Vequ的平衡電勢時(shí)將比較器12設(shè)置在切 換電壓的模塊，以及連接到比較器12的輸入、適于存儲(chǔ)比較器12的切換電壓的存儲(chǔ)模塊。 [0057]在圖2A中，存儲(chǔ)模塊包括鏈接到比較器12的第二輸入(倒相輸入）的第二電容器 200，以及連接在比較器12的與第二電容器200鏈接的倒相輸入與比較器12的輸出之間的開 關(guān)1_3。電容Cl的電容器200連接于積分節(jié)點(diǎn)B與對應(yīng)于比較器12的倒相輸入的點(diǎn)C之間。電 容器200必須具有與雜散電容相比足夠高的電容α，以便使積分節(jié)點(diǎn)B處的電壓變化首先被 傳送到比較器12的第二輸入。
[0058] 在該第一變體中，注入電路14包括適于連接到第一電勢(V_inj_l)或第二電勢(V_ inj_2)的輸入端子El。它還包括在此對應(yīng)于探測器11的積分節(jié)點(diǎn)B的輸出端子S。
[0059] 在輸入端子El連接到第一電勢(V_inj_l)時(shí)，注入電路14輸送第一電荷Ql。在輸入 端子E1連接到第二電勢(V_in j_2)時(shí)，注入電路14輸送第二電荷Q2。
[0060] 在第一初始化階段中，注入電路14的輸入端子El連接到第一電#V_inj_l。兩個(gè)開 關(guān)21和22處于接通狀態(tài)。敏感元件11的端子處的電壓因此等于V_inj_l。開關(guān)1_3也處于接 通狀態(tài)。比較器12接近其切換電勢V_P_bascui。切換電勢對應(yīng)于閾值電勢Vcomp，以在比較器 12的偏移量之內(nèi)。因此將電容器200的電容Cl充電到等于第一注入電勢(V_inj_l)與比較器 12的切換電勢之間的差的電壓，即（￥_如_1，_ [)>。111)。然后使開關(guān)1_3關(guān)斷。術(shù)語"關(guān)斷" 表示開關(guān)被打開的事實(shí)。則電容器200上的電荷固定。
[0061] 因而，將鏈接電容Cl的端子處的電壓固定在考慮到第一電勢(V_inj_l)和比較器 的切換電勢(Vc? P_basc；ui)(后者能夠被比作固定參考電勢）的值。實(shí)際上，它取決于閾值電勢 (非倒相輸入電勢)和比較器12的偏移量。積分節(jié)點(diǎn)B的電勢每次達(dá)到第一注入電#V_inj_l 時(shí)，比較器12的倒相輸入就處于切換電勢Vramp+bascul。
[0062] 在開關(guān)1_3關(guān)斷時(shí)，電容構(gòu)成用于存儲(chǔ)積分節(jié)點(diǎn)處的電勢(也是注入電路14的輸出 端子S的電勢)與參考電勢V_P_ basc；ul之間的差的模塊。要記得，輸出端子S和積分節(jié)點(diǎn)B是同 一個(gè)。
[0063] 在初始化階段結(jié)束時(shí)，電容端子處存儲(chǔ)的電勢差對應(yīng)于注入器的輸出處的電勢 (稱為平衡電勢Vequ(在本示例中，V equ = V_inj_l))與參考電勢V_P_bas?i之間的差。
[0064] 在使用探測器的第二階段中，一開始將開關(guān)21和22關(guān)斷。然后注入電#V_inj等于 第二電#V_inj_2，其中
[0065] V_inj_2-V_inj_l= Δ _V_inj 〇
[0066] 第一開關(guān)21然后被脈沖激活，以將注入電路14的節(jié)點(diǎn)A預(yù)充電到第二注入電勢乂_ inj_2〇
[0067] 在探測器11中發(fā)生交互時(shí)，探測器收集的電荷改變積分節(jié)點(diǎn)B處的電勢VB。積分節(jié) 點(diǎn)B處的電勢每次達(dá)到注入電勢V_inj_l時(shí)，比較器12的輸入C就處于其切換電勢。觸發(fā)反電 荷注入循環(huán):在比較器12的輸入C的電勢低于切換電勢V_ P_bascui時(shí)，由Phi_2的脈沖接通開 關(guān)22。然后在積分節(jié)點(diǎn)B上注入第二電荷Q2。在積分節(jié)點(diǎn)B上，并且因此在敏感元件11上注入 的反電荷的量Q2是
[0068]
[0069] 因而，第二電荷取決于注入電路14的第二輸入電#V_inj_2,并取決于在注入電路 14輸送第一電荷Ql時(shí)存儲(chǔ)的輸出電勢V_inj_l。
[0070] 可以將由兩個(gè)開關(guān)21和22與具有注入電gC_inj的電容器143形成的組件視為具 有開關(guān)電容的電阻:輸送的電荷的量與輸入電勢(V_inj_lSV_inj_2)和輸出電勢之間的電 勢差成比例。
[0071] 按需要多次重復(fù)預(yù)充電和注入的循環(huán)，亦即，直到節(jié)點(diǎn)B處的電勢達(dá)到或超過平衡 電勢Vequ，在該實(shí)施例中，后者等于V_inj_l，且已經(jīng)忽視了雜散電荷的效應(yīng)。換言之，注入電 路14注入根據(jù)積分節(jié)點(diǎn)B處電勢的值的電荷，并且根據(jù)探測器在交互時(shí)收集的電荷的量，將 注入電路14的開關(guān)21、22激活多次。在計(jì)數(shù)器13中計(jì)數(shù)這些循環(huán)，以便估計(jì)收集的總電荷。 [0072]引入電容器200使得能夠克服比較器12的切換電壓的變化。這還使得能夠獨(dú)立于 比較器12的切換電勢而選擇敏感元件11的操作電勢V B，這在敏感元件11和比較器12沒有相 同的操作電勢最優(yōu)值時(shí)是尤其有利的。
[0073]相反，電子電路中存在雜散電容導(dǎo)致電荷Q2的大得多的注入，這是希望的情況。 [0074] 在未審慎注入的時(shí)候，亦即如果選擇第二注入電#V_inj_2等于第一注入電勢V_ in j_l，則雜散耦合創(chuàng)建了雜散注入Qpar。因而，在開關(guān)21和22的每個(gè)注入循環(huán)，在Δ _V_inj =O時(shí)，在積分節(jié)點(diǎn)B上注入了量Qpar。因此，如果Qpar為正，積分節(jié)點(diǎn)B的電勢的趨勢為正， 并且如果Qpar為負(fù)，則趨勢為負(fù)。
[0075]根據(jù)第二實(shí)施例，目的是克服雜散電荷的效應(yīng)，以便控制在探測器的操作期間每 個(gè)循環(huán)所注入的電荷的量。根據(jù)本實(shí)施例，在初始化階段期間，連續(xù)執(zhí)行若干次第一電荷Ql 的注入。
[0076]在每次注入時(shí)，在積分節(jié)點(diǎn)B處注入雜散電荷量Qpar，這個(gè)量為正或負(fù)。在下一次 注入時(shí)，如果積分節(jié)點(diǎn)B的電勢相對于第一電#V_inj_l，亦即相對于點(diǎn)A的預(yù)充電電勢變?yōu)?正(相應(yīng)地，負(fù)），那么，在開關(guān)22接通時(shí)，正電荷Q echap(相應(yīng)地，負(fù)）從B逃脫到達(dá)A，以便對抗 積分節(jié)點(diǎn)B的電勢的增長(相應(yīng)地，衰落）。從積分節(jié)點(diǎn)B逃脫到達(dá)點(diǎn)A的電荷全部隨著積分節(jié) 點(diǎn)B的電壓增大(相應(yīng)地，減小)而變大。
[0077]在存在雜散耦合電容時(shí)，在注入器S的輸出處必然有平衡電勢(表示為Vequ)，對于 該平衡電勢，雜散灌注的電荷Qpar等于在開關(guān)22處于接通狀態(tài)時(shí)逃脫的電荷Qechap。在達(dá)到 這個(gè)平衡電勢時(shí)，注入的電荷為零，并且因?yàn)殡s散電荷的緣故而不會(huì)波動(dòng)。零注入電荷這一 表述應(yīng)當(dāng)被理解為表示低于預(yù)定閾值的電荷，在預(yù)定閾值以下，電荷注入被認(rèn)為是可以忽 略的。
[0078]注入的第一電荷Ql可以由如下關(guān)系表示：
[0079] Ql = (V_inj_l-Vs)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)+Qpar,
[0080] Vs對應(yīng)于注入器的輸出電勢(Vs = Vb)。在Vs達(dá)到平衡電勢Vequ時(shí)，Ql = O，因此 [0081 ] Qpar = -(V_inj_l_Vequ) X (C_inj XC_det)/(C_det+C_inj) 〇
[0082]為了考慮這種平衡電勢的建立，電路的操作原理包括初始化階段，該初始化階段 包括以下步驟：
[0083] ?將注入電路的輸入端子連接到第一電勢，
[0084] ?在注入電路的輸出端子上注入第一電荷，
[0085] ?存儲(chǔ)注入電路（14)的輸出電勢(Vs)(稱為平衡電勢(Ve3qu))與參考電勢V rrf之間 的差，優(yōu)選在由注入電路所輸送的所述第一電荷低于預(yù)定閾值時(shí)執(zhí)行該存儲(chǔ)，
[0086] ?如有必要，將積分節(jié)點(diǎn)設(shè)置到觸發(fā)電勢，
[0087] ?將注入電路的輸入端子連接到第二電勢，使得注入器輸送根據(jù)積分節(jié)點(diǎn)的電勢 與觸發(fā)電勢之間的差的第二電荷。
[0088] 根據(jù)本實(shí)施例，參考電勢Vref是固定電勢，對應(yīng)于比較器的切換電勢V?mp_bascui。
[0089] 這樣定義的初始化階段的目的是考慮所有雜散量并消除它們。注入電勢V_inj被 給定了值^」]! j_l。換言之，注入電路14的輸入端子E1連接到第一電#V_in j_l，從而在積分 節(jié)點(diǎn)B處注入第一電荷Ql。開關(guān)1_3處于接通狀態(tài)。比較器12的輸入C處于其切換電勢 V_P_bas?i，亦即，V_C等于V_P_bas?i。連續(xù)激活開關(guān)21和22充分多次數(shù)，使得積分節(jié)點(diǎn)B的電 勢(也對應(yīng)于注入電路14的輸出電勢)達(dá)到先前描述的平衡電勢V^。
[0090] 理論上，兩個(gè)開關(guān)21和22的閉合和打開循環(huán)的數(shù)量增加越多，積分節(jié)點(diǎn)B處的電勢 越漸近地接近平衡電勢Vequ。典型地，在大約50ys的持續(xù)時(shí)間內(nèi)將脈沖重復(fù)10到100次之 間。在認(rèn)為注入電荷為零時(shí)，達(dá)到平衡電勢V equ，然后積分節(jié)點(diǎn)B的電勢等于Ve3qu。那時(shí)，這個(gè) 平衡電勢不再在兩次連續(xù)的電荷注入之間變化。
[0091]電子電路包括用于存儲(chǔ)在預(yù)定數(shù)量的觸發(fā)脈沖之后的平衡電勢Ve3qu與參考電勢 Vref之間的電勢差的模塊，該電勢差在本示例中對應(yīng)于比較器12的切換電勢。在實(shí)踐中，在 估計(jì)達(dá)到容許誤差內(nèi)時(shí)，存儲(chǔ)平衡電勢。在達(dá)到時(shí)，注入電路的輸出電勢不再顯著變化:每 次電荷注入時(shí)輸送的電荷然后為零以處于預(yù)定閾值內(nèi)。通過試驗(yàn)或通過模擬確定觸發(fā)脈沖 的預(yù)定數(shù)量。
[0092] 通過在具有鏈接電容Cl的電容器200的端子處存儲(chǔ)注入電路14的輸出電勢Vs(稱 為平衡電勢Ve3qu)與參考電勢Vrrf之間的差，完成初始化階段。這種存儲(chǔ)是通過打開開關(guān)1_3 來實(shí)現(xiàn)的，從而使得電容器200上的電荷固定，并等于Vequ-Vccimt^bascuU該電荷不僅考慮了比 較器12的切換電壓的變化，而且考慮了鏈接到雜散耦合的積分節(jié)點(diǎn)B的平衡電壓。
[0093] 電路的剩余操作與前面給出的情況相同：電荷注入電路14的輸入端子El連接到第 二電勢V_in j_2，使得在每次電荷注入時(shí)，電荷注入電路14都注入第二電荷Q2，
[0094] Q2 = (V_inj_2-Vequ) X (C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)+Qpar,
[0095] 其中Qpar表示雜散電荷。
[0096] 現(xiàn)在
[0097] Qpar = -(V_inj_l_Vequ) X (C_inj XC_det)/(C_det+C_inj) 〇
[0098] 因此
[0099] Q2 = (V_inj_2-V_inj_l) X (C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)。
[0100]將要指出的是，注入的反電荷的量Q0 = Q2與Qpar無關(guān)。
[0101] 每次積分節(jié)點(diǎn)處的電勢從平衡電勢Vequ偏離，并且因此比較器12處于其切換電勢， 就觸發(fā)反電荷注入循環(huán)，開關(guān)21和22被致動(dòng)。然后在積分節(jié)點(diǎn)B上注入電荷Q2。按需要多次 重復(fù)預(yù)充電和注入的循環(huán)，亦即，直到節(jié)點(diǎn)B處的電勢達(dá)到平衡電勢％#。在計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)這 些循環(huán)。要注意，根據(jù)本實(shí)施例，對應(yīng)于低于其則命令注入電荷的電勢的觸發(fā)電勢對應(yīng)于平 衡電勢Vequ。
[0102] 初始化階段使得能夠自動(dòng)消除耦合雜散的效應(yīng)。這使得能夠適應(yīng)在像素上能夠遇 到的變化，即技術(shù)、熱、驅(qū)動(dòng)變化以及由于老化造成的變化。
[0103] 因而，控制了在比較器的每次切換時(shí)注入的反電荷，后者能夠通過設(shè)置V_inj_l和 V_inj_2而被調(diào)節(jié)。
[0104] 例如，可以在周圍溫度變化時(shí)，或者周期性地重復(fù)初始化階段，以預(yù)防老化。
[0105]根據(jù)圖2B的像素20'上代表的本實(shí)施例的變體，注入電路14包括適合于在如下電 勢之間切換的輸入端子145:
[0106] ?等于Phi_inj_l的第一輸入電勢與基電勢Phi_inj_0，
[0107] 或者
[0108] ?等于Phi_inj_2的第二輸入電勢與基電勢Phi_inj_0。
[0109] 此外，注入電路14連接到固定電源電勢V_inj。通過致動(dòng)開關(guān)21來獲得電荷的注 入，以便對注入電容C_inj進(jìn)行預(yù)充電，而輸入端子145鏈接到基電勢Phi_inj_0。在對電容 C_inj預(yù)充電時(shí)，關(guān)斷開關(guān)21，然后接通開關(guān)22;然后將輸入端子145鏈接到第一電勢Phi_ in j_l，允許在注入電路14的對應(yīng)于積分節(jié)點(diǎn)B的輸出S處注入第一電荷Ql。
[0110] Ql = (V_inj-Vs)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)+Qpar
[0111] +(Phi_inj_l-Phi_inj_0)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)。
[0112]在初始化階段期間，如前面的實(shí)施例中那樣，執(zhí)行第一電荷Ql的多次注入，直到輸 出電勢Vs達(dá)到平衡電勢Vequ。那時(shí)，認(rèn)為低于預(yù)定閾值的第一注入電荷Ql為零。然后關(guān)斷開 關(guān)1_3,以便在電容C2的端子處存儲(chǔ)注入器的輸出處(亦即，積分節(jié)點(diǎn)B處)的平衡電勢￥_與 參考電勢V ref之間的差，后者對應(yīng)于比較器12的切換電勢V?mp_bascui。
[0113]在該初始化階段結(jié)束時(shí)，在基電勢Phi_inj_0與第二電勢Phi_inj_2之間切換輸入 端子145,使得注入電路14適于產(chǎn)生第二電荷Q2,使得
[0114] Q2 = (V_inj-Vequ)X(C_inj X C_det)/(C_det+C_inj)+Qpar
[0115] +(Phi_inj_2_Phi_inj_0)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)。
[0116] 如在前面觀察到的，已知在Vs = Vequ時(shí)，Ql = 0，
[0117] Q2 = (Phi_inj_2_Phi_inj_l)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)。
[0118] 要注意，注入的反電荷的量Q0 = Q2與Qpar無關(guān)。
[0119] 如在前一示例中那樣，對應(yīng)于低于其則命令電荷注入的電勢的觸發(fā)電勢對應(yīng)于平 衡電勢Vequ。
[0120] 開關(guān)21、22和1_3從不是完美的。它們在被關(guān)斷時(shí)具有泄漏電流。對于開關(guān)21和22， 泄漏電流被加到來自敏感元件11的電流。敏感元件11自身具有一般大于開關(guān)的泄漏電流的 泄漏電流。這些泄漏電流可以通過偏移校準(zhǔn)而被消除。因而同步處理了開關(guān)21和22的泄漏 電流。
[0121] 相反，開關(guān)1_3的泄漏電流在點(diǎn)C處累積，因此在電容器200的金屬箱片的其中之一 上累積。這些泄漏電流在初始化階段期間逐漸修改在電容器200中累積的電荷的值。在反電 荷的值的漂移變得不可接受時(shí)，必須要重新啟動(dòng)初始化循環(huán)。因?yàn)橄Ｍ钩跏蓟h(huán)分開 盡可能遠(yuǎn)，對盡可能減小開關(guān)1_3的泄漏電流非常有興趣。
[0122] 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素30的電路圖，即圖2A中給出的第一變 體的另一實(shí)施例。像素30的電路圖包括與圖2A中表示的像素20的電路圖相同的元件。開關(guān) 1_3是包括柵極G、源極S和漏極D的MOS型晶體管。源極S和漏極D形成兩個(gè)端子。第一端子(在 該示例中為源極)連接到比較器12的第二輸入，并且第二端子(在該示例中為漏極)連接到 比較器12的輸出。應(yīng)當(dāng)注意，可以在放大器的反饋模式的MOS晶體管上反轉(zhuǎn)源極和漏極的指 定。
[0123] 源極S上的泄漏能夠起源于取決于源極-漏極電壓的泄漏。在初始化階段結(jié)束時(shí)該 電壓為零，但是然后，如果源極電勢（即比較器12的輸入電勢）移動(dòng)非常小，那么漏極電勢 (即比較器12的輸出電勢）則相反根據(jù)所檢測到的光電荷而移動(dòng)很多。泄漏還可以起源于取 決于源極-襯底電壓的泄漏。
[0124] 圖4表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素40的電路圖的另一個(gè)變體。像素40的 電路圖包括與圖3描述的像素30的電路圖相同的元件。它還包括連接在開關(guān)1_3的漏極D與 比較器12的輸出之間的開關(guān)1_4、連接在開關(guān)1_3的漏極D與固定電壓之間的電容器C2、連接 在開關(guān)1_3的源極S與漏極D之間的電容器C3。
[0125] 該變體使得能夠減小開關(guān)1_3的泄漏電流。在初始化階段期間，開關(guān)1_3和1_4保持 在接通狀態(tài)中。操作相對于對應(yīng)于圖2A的操作保持不變。在初始化階段結(jié)束時(shí)，關(guān)斷開關(guān)1_ 3和1_4。優(yōu)選地，在開關(guān)1_4之肖U關(guān)斷開關(guān)1_3。在開關(guān)1_3被關(guān)斷之肖U，形成開關(guān)1_3的MOS型 晶體管的源極電壓和漏極電壓相等。開關(guān)1_3的關(guān)斷將比較器12的設(shè)置變換成積分器設(shè)置， 積分電容器為C3。因此，通過關(guān)斷開關(guān)1_3在C處注入的開關(guān)1_3的雜散電荷Qpar主要存儲(chǔ)于 積分電容器C3上。因此，開關(guān)1_3的雜散電荷Qpar在節(jié)點(diǎn)C處幾乎不生成干擾。至于在節(jié)點(diǎn)D 處生成的干擾，其值為-Qpar/C3。開關(guān)1_3的雜散電荷Qpar為雜散電荷，因此很低，節(jié)點(diǎn)D的 干擾因此也低，盡管其顯著大于節(jié)點(diǎn)C處的干擾。取決于C與D之間的電壓差的開關(guān)1_3的源 極-漏極泄漏電流因此也低。
[0126] 在1_4被關(guān)斷時(shí)，在節(jié)點(diǎn)D處注入的雜散電荷存儲(chǔ)于C2上。如果已經(jīng)將C2的電容選 擇為足夠大，那么節(jié)點(diǎn)D的電壓變化很小，并且C與D之間的電壓差保持很低。開關(guān)1_3的源 極-漏極泄漏電流因此保持為低。
[0127] 圖5表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素50的電路圖的另一個(gè)變體。像素50的 電路圖包括與圖4中表述的像素40的電路圖相同的元件。在襯底Sub上生產(chǎn)形成開關(guān)1_3的 MOS晶體管，并且襯底Sub連接到開關(guān)1_3的漏極D。初始化階段的結(jié)束確保了在點(diǎn)D處的比較 器12的第二輸入處的電壓與V? mp_basc；ul之間幾乎相等。開關(guān)1_3的源極S與漏極D之間的電壓 減小，因此減小了開關(guān)1_3中的泄漏電流。開關(guān)1_3的襯底Sub到漏極D的連接確保了開關(guān)1_3 的源極-襯底電壓幾乎為零。因此，源極-襯底泄漏電流受到限制。
[0128] 應(yīng)當(dāng)指出，開關(guān)1_3的襯底Sub到電容器C2的連接的實(shí)施預(yù)先假定用于生產(chǎn)MOS晶 體管(并且因此生產(chǎn)開關(guān)1_3)的技術(shù)方法允許按需要連接MOS開關(guān)1_3的襯底Sub。如果使用 PM0S，則一般不會(huì)引起任何問題。盡管如此，如果使用NM0S，取決于所用的技術(shù)方法的設(shè)計(jì) 規(guī)則有時(shí)會(huì)妨礙該連接。NMOS或PMOS的選擇也取決于期望的比較器12的切換電壓。
[0129] 圖6表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素60的電路圖的另一實(shí)施例。根據(jù)發(fā)明， 注入電路14鏈接到積分節(jié)點(diǎn)B，敏感元件11鏈接到積分節(jié)點(diǎn)B。注入電路14適于輸送第一電 荷Ql或第二電荷Q2。比較器12在其正端子處鏈接到積分節(jié)點(diǎn)B。像素60的電子電路還包括： 用于在積分節(jié)點(diǎn)達(dá)到平衡電勢時(shí)將比較器12的倒相輸入設(shè)置在閾值電勢1_的模塊；以及 連接到比較器12的輸入、適于存儲(chǔ)比較器12的切換電壓的存儲(chǔ)模塊。
[0130]就像在圖2A中那樣，存儲(chǔ)模塊包括鏈接到比較器12的輸入的電容器201以及連接 在比較器12的與電容器201鏈接的輸入與比較器12的輸出之間的開關(guān)1_3。電容器201連接 于比較器12的負(fù)端子與固定電壓(例如電氣接地)之間。
[0131] 在初始化階段期間，開關(guān)1_3處于接通狀態(tài)。激活注入電路14的開關(guān)21和22,從而 在積分節(jié)點(diǎn)B處連續(xù)注入第一電荷Ql，直到積分節(jié)點(diǎn)處的電勢達(dá)到平衡電勢V e3qu。積分節(jié)點(diǎn)B 的電勢不再改變，亦即，如果激活開關(guān)21和22，則在預(yù)定閾值之內(nèi)可以忽略注入的電荷。
[0132] 與比較器12的正端子的電勢相對應(yīng)的積分節(jié)點(diǎn)B的平衡電勢Vequ在該比較器的負(fù) 端子處終結(jié)于偏移量內(nèi)。
[0133] 然后使開關(guān)1_3關(guān)斷。電容器201然后使得能夠存儲(chǔ)在所述第一電荷低于預(yù)定閾值 時(shí)注入電路14的輸出電勢Vs (稱為平衡電勢Ve3qu)與參考電勢Vrrf之間的差。在該示例中，固 定參考電勢為地。
[0134] 如在前一示例中那樣，切換電勢對應(yīng)于平衡電勢V_。
[0135] 對于圖2A到6中給出的變體，比較器12的切換電勢V_P_bascui是固定的，積分節(jié)點(diǎn)B 處的平衡電勢￥_與比較器12的切換電壓V?mp_basc；ui不同。
[0136] 對于圖6中給出的變體，比較器12的閾值電壓1。_是可變的，并根據(jù)積分節(jié)點(diǎn)處的 平衡電勢Ve3qu而被調(diào)節(jié)。
[0137] 在兩種情況下，電容器使得能夠存儲(chǔ)積分節(jié)點(diǎn)B處的平衡電勢￥_與參考電勢之間 的差，后者為：
[0138] ?圖2Α?Ι」5中給出的變體中的電勢VCOTp_bascui，
[0139] ?圖6中給出的變體中的地。
[0140]在圖2A、2B、3、4、5和6中給出的變體中，在初始化階段期間為了使注入器的輸出電 勢達(dá)到平衡點(diǎn)而注入的電荷的量取決于注入電路14的輸出與注入電路14的輸入端子（141 或Phi_inj_l)之間的電勢差。
[0141] 在圖2A到6中，在使用階段期間，在每次注入電荷時(shí)所注入的電荷的量也取決于注 入電路14的輸出與注入電路14的輸入端子（141或Phi_inj_l)之間的電勢差。不過，在圖7中 不是這種情況。實(shí)際上，在該圖中描述的變體中，電荷注入電路包括兩個(gè)輸入，并且注入的 電荷取決于其輸入中的每個(gè)輸入的電勢差。在初始化階段期間，輸入端子鏈接到輸出端子， 而在使用階段期間，輸出端子鏈接到積分節(jié)點(diǎn)，但不連接到輸入端子。
[0142] 在使用階段期間，電荷注入與輸出電勢無關(guān)這一事實(shí)使得能夠克服在注入電路的 輸出連接到積分節(jié)點(diǎn)時(shí)的輸出電勢的波動(dòng)。
[0143] 圖7表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素70的電路圖的變體。像素70的電路圖 包括與圖1中表示的像素10的電路圖相同的元件。根據(jù)本發(fā)明，如在圖2A中給出的變體中那 樣，鏈接到積分節(jié)點(diǎn)B的注入電路14適于輸送電荷QtoU該注入電路包括第一注入電路H 1 和第二注入電路142。
[0144] 專利申請F(tuán)R2977413中描述的第一注入電路H1使得能夠在輸出點(diǎn)S處輸送正電 荷。它包括鏈接到正脈沖Phil 1的發(fā)生器的p型的兩個(gè)MOS晶體管214^22!。脈沖Phil1使得能 夠?qū)Φ谝蛔⑷腚娐稨 1的注入節(jié)點(diǎn)A1進(jìn)行預(yù)充電。晶體管22:適于由脈沖PhiS1激活，以在輸 出點(diǎn)S處注入電荷。脈沖發(fā)生器PhLS 1的峰值電勢對應(yīng)于輸入E的電勢。
[0145] 注入電路H2是類似電路，用于在輸出點(diǎn)S處輸送負(fù)電荷。應(yīng)當(dāng)指出，在第二注入電 路中，MOS晶體管21 2和222是η型晶體管。脈沖Phi I2使得能夠?qū)Φ诙⑷腚娐稨2的注入節(jié)點(diǎn) A2進(jìn)行預(yù)充電。晶體管222適于由脈沖Phi22激活，以在輸出點(diǎn)S處注入電荷。脈沖發(fā)生器Phi_ 22的峰值電勢對應(yīng)于輸入E的電勢。
[0146] 存儲(chǔ)模塊包括電容器Cmem，其第一端子連接到節(jié)點(diǎn)E，并且其第二端子連接到參考 電勢。存儲(chǔ)模塊還包括連接于節(jié)點(diǎn)E與輸出點(diǎn)S之間的開關(guān)1_1。在開關(guān)1_1處于接通狀態(tài)時(shí)， 節(jié)點(diǎn)E相當(dāng)于積分節(jié)點(diǎn)B。
[0147] 注意，晶體管22jP222被偏置在飽和模式中：它們輸送的電荷不取決于輸出點(diǎn)S處 的電勢。此外，兩個(gè)注入電路1也和14 2包括相同的輸入端子E。E有特定電勢，對于該電勢，優(yōu) 第一和第二注入電路(HjPH2)分別注入的電荷被消除。
[0148] 注入電路1也和142被同步激活。為此，圖7中表示的電子電路還包括控制電路15，以 便在初始化階段期間獨(dú)立于比較器12的輸出而觸發(fā)一系列電荷注入。
[0149] 在初始化階段期間，開關(guān)Ij處于接通狀態(tài)中。因而，注入器的輸出電勢Vs等于輸 入電勢Ve(Vs = Ve)。位于注入器的輸出與積分節(jié)點(diǎn)B之間的開關(guān)1_2優(yōu)選處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0150] 初始化階段由將注入電路1也和142致動(dòng)許多次構(gòu)成。在每次注入時(shí)，注入節(jié)點(diǎn)S接 收電荷Qtot1 = CX (Vgl-Vs)+C2X(Vg2-Vs)+Qpar。注入的電荷Qtot1 取決于Vs的值：
[0151] 如果 Vs>(CXVgl+C2XVg2+Qpar)/(C+C2)，那么 QtotKO且 Vs 減?。?br>[0152] 如果 Vs〈（CXVgl+C2XVg2+Qpar)/(C+C2)，那么 Qtot1X)且 Vs 增大；
[0153] 如果Vs = (C X VgI+C2 X Vg2+Qpar) /(C+C2)，那么Qto= 0且Vs恒定。
[0154] 在初始化階段結(jié)束時(shí)，獲得平衡值Ve3quS
[0155] Vequ = (C X VgI+C2 X Vg2+Qpar)/(C+C2) 〇
[0156] 該值考慮了雜散或任何熱漂移。
[0157] 輸出電勢Vs然后達(dá)到平衡電勢Vequ，其可以通過關(guān)斷開關(guān)1_1而存儲(chǔ)于電容器Cmem 的端子處。因而，電容器形成了適于存儲(chǔ)平衡電勢與參考電勢（在該情況下為地)之間的電 勢差的存儲(chǔ)模塊。
[0158] 在初始化階段結(jié)束時(shí)，開關(guān)1_2和1_3被接通。因而，VB = Vs = V_P_basc；ui。然后使開 關(guān)1_3關(guān)斷。
[0159] 在操作階段期間，調(diào)節(jié)晶體管2hS212的控制器(Vgl，Vg2)的其中之一，使得注入 器14獨(dú)立于輸出電勢Vs注入非零電荷Qtot 2。
[0160] 因而，在操作階段期間，注入的電荷僅取決于平衡電勢Ve3ql^P適當(dāng)修改的命令電勢 (Vgl，Vg2)。每個(gè)命令Vgl、相應(yīng)的Vg2構(gòu)成了注入電路1也和相應(yīng)的H 2的輸入端子。
[0161] 如前所述，在初始化階段期間，使輸出節(jié)點(diǎn)S處的電壓發(fā)展以找到其平衡值。為了 獲得這種平衡狀態(tài)，敏感元件11不向該節(jié)點(diǎn)S輸送電流是必須的。在圖7中描述的變體的情 況下，這是優(yōu)選通過在該初始化階段期間關(guān)斷開關(guān)1_2來獲得的。對于圖2A到6中描述的變 體的情況，基本方案是在敏感元件11未受到其敏感的輻射時(shí)執(zhí)行初始化階段。在使用脈沖X 射線發(fā)射管時(shí)，這在放射學(xué)中是尤其可能的。在對應(yīng)于兩個(gè)連續(xù)圖像的兩個(gè)輻照階段之間， 存在黑暗階段，可以利用其進(jìn)行初始化。
[0162] 雖然如此，對于一些應(yīng)用而言，輻照是連續(xù)的。在使用連續(xù)X射線發(fā)射管時(shí)，在放射 學(xué)中是這樣的情況。對于可見或紅外輻射的探測器而言也是這樣的情況。此外，即使在黑暗 階段中，確實(shí)會(huì)發(fā)生來自敏感元件11的電流不被消除的情況。例如在存在可能由于探測器 自身或另一元件(例如覆蓋光敏元件的閃爍層)而造成的條紋時(shí)是這種情況。
[0163] 因此在初始化階段期間必須要停止來自敏感元件11的電流。
[0164] 圖8表示根據(jù)本發(fā)明的輻射探測器中的像素的電路圖的另一個(gè)變體。像素 80的電 路圖包括與圖2A中描述的像素20的電路圖相同的元件。在圖8中，電子電路包括連接于敏感 元件11與積分節(jié)點(diǎn)B之間的開關(guān)1_5。同樣，最好能夠在圖2B、3、4、5、6和7中表示的像素20'、 30、40、50、60和70的電路圖中的敏感元件11與積分節(jié)點(diǎn)B之間連接開關(guān)1_5。
[0165] 初始化階段包括利用開關(guān)1_5從積分節(jié)點(diǎn)B斷開敏感元件11的連接的預(yù)備步驟。在 初始化階段期間，開關(guān)1_5被打開。應(yīng)當(dāng)指出，在開關(guān)1_5被打開時(shí)由照明生成的電荷未丟 失。它們累積于敏感元件11的電容上，并將在初始化階段結(jié)束之后，在開關(guān)1_5閉合之后，返 回積分節(jié)點(diǎn)B。
[0166] 有利地，可以由二極管替代敏感元件11和開關(guān)1_5,在文獻(xiàn)中，二極管被稱為"箍縮 型二極管"。而且，為了能夠工作在連續(xù)輻照模式中，可以使用被提供有輸出晶體管(在文獻(xiàn) 中也稱為傳輸門）的箍縮型二極管。這樣的箍縮型二極管有若干優(yōu)點(diǎn)。電荷累積所在的探測 區(qū)和漏極區(qū)是分開的。與常規(guī)光電二極管中相比，漏極區(qū)明顯電容更小，對于常規(guī)光電二極 管，電容區(qū)對應(yīng)于探測區(qū)。因此其中并入了箍縮型二極管的電子電路要敏感得多。在輸出晶 體管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，電荷累積于探測區(qū)上，并且輸出的電容保持等于漏極區(qū)的電容。因此 其不變。這改善了初始化階段的質(zhì)量。
[0167] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施電子電路的初始化階段的步驟。該初始化階段包括 下述步驟：
[0168] ?將注入器的輸入端子連接到第一電勢(步驟301)，
[0169] ?在注入器的輸出端子上注入第一電荷(步驟302)，
[0170] ?存儲(chǔ)在注入電路14的輸出電勢Vs(稱為平衡電勢Ve3qu)與參考電勢V rrf之間的差， 優(yōu)選在由注入電路輸送的所述第一電荷低于預(yù)定閾值時(shí)執(zhí)行該存儲(chǔ)(步驟303)，
[0171] ?將積分節(jié)點(diǎn)設(shè)置為觸發(fā)電勢(步驟304)，
[0172] ?將注入器的輸入端子連接到第二電勢（步驟305)，使得注入器根據(jù)積分節(jié)點(diǎn)的 電勢與觸發(fā)電勢之間的差輸送第二電荷。
[0173] 初始化階段能夠包括將敏感元件11從積分節(jié)點(diǎn)B斷開連接的預(yù)備步驟(步驟300)。 [0174]根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的像素的電路圖的變體，注入電路14能夠根據(jù)積分節(jié)點(diǎn)B的電勢 值注入第一電荷(步驟302)，并將注入電路14的開關(guān)21、22激活多次(步驟301)。所述多次是 預(yù)定的，使得注入的電荷達(dá)到低于預(yù)定閾值的值。
[0175]因而，初始化階段包括注入預(yù)定數(shù)量的第一電荷，接著積分節(jié)點(diǎn)B達(dá)到平衡電勢。 換言之，初始化階段包括命令預(yù)定數(shù)量N的觸發(fā)脈沖，使得在N個(gè)脈沖之后，所述第一注入電 荷低于所述預(yù)定閾值。N可以等于1，但一般介于10和100之間。
[0176]圖10表示包括根據(jù)本發(fā)明的電子電路的輻射探測器90。輻射探測器90可以包括在 圖2六、28、3、4、5、6、7和8中表示的電子電路20、20'、30、40、50、60、70或80。探測器可以是矩 陣探測器。像素被布置成行和列以形成矩陣。矩陣可以包括單行。在這種情況下，它被稱為 陣列。
[0177]計(jì)數(shù)器13可以連接在比較器12的輸出，以便計(jì)數(shù)探測電壓跨越閾值電壓Vramp的次 數(shù)。計(jì)數(shù)器13也可以連接在矩陣或陣列末端的行。
[0178]根據(jù)適用于前述所有實(shí)施例的變體，在探測器的操作階段期間，電荷注入電路14 輸送的電荷的量是可變的。
[0179] 換言之，電荷注入電路14適于產(chǎn)生第二電荷，但還產(chǎn)生不同于第二電荷的第三電 荷。
[0180] 因而，在操作階段期間，控制模塊能夠作用于電荷注入電路，以便調(diào)整注入電路14 在每次電荷注入時(shí)輸送的電荷。
[0181] 將要回憶到，在操作階段開始時(shí)，積分節(jié)點(diǎn)B被設(shè)置到觸發(fā)電勢，使得在積分節(jié)點(diǎn)B 對探測器產(chǎn)生的電荷進(jìn)行積分時(shí)，觸發(fā)電荷注入，直到積分節(jié)點(diǎn)B處的電勢達(dá)到觸發(fā)電勢為 止。
[0182] 當(dāng)在計(jì)數(shù)模式中使用探測器時(shí)，在輻射探測器收集電子的交互期間，積分節(jié)點(diǎn)B處 的電勢下降。只要積分節(jié)點(diǎn)B的電勢低于先前確立的觸發(fā)電勢，該電路就命令注入反電荷。 注入循環(huán)的數(shù)量是探測器通過交互釋放的能量的指標(biāo)。計(jì)數(shù)器13使得能夠計(jì)數(shù)電荷注入循 環(huán)的數(shù)量，這樣允許估計(jì)能量。
[0183] 在這樣的操作中，在每個(gè)循環(huán)注入的電荷必須要小于最大能量。取決于能量分辨 率方面的期望的性能水平，其明顯可以是最高能量的一半、甚至十分之一、甚至百分之一。 典型地，可以在每個(gè)注入循環(huán)注入相當(dāng)于100個(gè)電子的反電荷。
[0184] 當(dāng)在積分模式中使用探測器時(shí)，探測器在給定時(shí)間內(nèi)收集的電荷的量被累積。注 入循環(huán)的數(shù)量是探測器在積分時(shí)間期間釋放的能量的指標(biāo)。計(jì)數(shù)器使得能夠計(jì)數(shù)電荷注入 循環(huán)的數(shù)量，這樣允許估計(jì)交互時(shí)間期間收集的能量。
[0185] 測量的動(dòng)態(tài)范圍遠(yuǎn)大于前面的情況，收集的電荷的量能夠大得多。在這樣的實(shí)施 例中，在每個(gè)積分循環(huán)注入的反電荷可以更大，例如，比探測器工作于計(jì)數(shù)模式時(shí)注入的量 大10倍或100倍。使用更多的反電荷減少了反電荷注入循環(huán)的數(shù)量，這減小了消耗，不利于 探測器收集的總電荷的估計(jì)的準(zhǔn)確度。
[0186] 因而，在目的是估計(jì)在每次交互期間（計(jì)數(shù)模式)收集的電荷的量時(shí)，電荷注入電 路被配置為注入第二電荷量Q2。為此，開關(guān)將注入電路的輸入端子置于第二電勢(V_inj_2， Phi_inj_)〇
[0187] 相反，在目的是估計(jì)在給定時(shí)間內(nèi)由探測器收集的電荷的量時(shí)，電荷注入電路14 被配置為注入第三電荷量Q3，使得Q3>Q2，如圖2C中像素20〃所示。圖2C的電路圖包括與圖2B 的電路圖相同的元件。此外，開關(guān)將注入電路14的輸入端子置于第三電勢（V_inj_3，Phi_ inj_3)〇
[0188] 根據(jù)細(xì)化，該開關(guān)能夠根據(jù)計(jì)數(shù)器13中存儲(chǔ)的反電荷注入循環(huán)的數(shù)量而作用于反 電荷注入電路14。然后根據(jù)計(jì)數(shù)器13中記錄的注入循環(huán)的數(shù)量來調(diào)整由每個(gè)反電荷產(chǎn)生的 電荷的量。
[0189] 例如，在探測器在積分模式中進(jìn)行操作時(shí)，電路可以被配置成注入第四電荷量Q4。 為此，開關(guān)將注入電路的輸入端子置于第四電勢(V_inj_4，Phi_inj_4)。只要反電荷注入的 數(shù)量未達(dá)到預(yù)定閾值，每次注入時(shí)的電荷的量總計(jì)就等于Q3。在越過閾值時(shí)，每次注入時(shí)的 電荷的量等于Q4,并且Q3〈Q4。這使得能夠改善測量的準(zhǔn)確度，尤其對于低輻照而言。
[0190] 必須要指出，這種細(xì)化與所述的所有實(shí)施例兼容，根據(jù)這種細(xì)化，在操作階段期 間，注入電路14適于注入可模塊化的電荷。
[0191 ]根據(jù)全部實(shí)施例的另一種細(xì)化，該開關(guān)能夠根據(jù)自初始時(shí)刻以來過去的時(shí)間（其 可能對應(yīng)于積分階段的開始)而作用于反電荷注入電路14。然后根據(jù)自該初始時(shí)刻以來過 去的時(shí)間來調(diào)整每個(gè)反電荷產(chǎn)生的電荷的量。
[0192] 直到該時(shí)間達(dá)到總積分時(shí)間T的特定百分比，例如90%，每次注入的電荷的量才總 計(jì)達(dá)到Q3。此外，并且直到積分循環(huán)T結(jié)束，每次注入的電荷的量總計(jì)達(dá)到Q4。這使得能夠改 善測量的準(zhǔn)確度。根據(jù)該細(xì)化，Q4〈Q3。例如能夠具有分別對應(yīng)于10000和100個(gè)電子的Q3和 Q4〇
[0193] 對于積分時(shí)間的90%，根據(jù)粗糙的準(zhǔn)確度來確定信號(hào)的量，該準(zhǔn)確度由術(shù)語"最低 有效位"來量化。在積分結(jié)束時(shí)，測量的準(zhǔn)確度增大。
[0194] 因而，在同一積分循環(huán)期間，電荷注入電路適于產(chǎn)生可變量的電荷(Q2，Q3，Q4)。
[0195] 圖11表示與圖2A中表示的電路類似的電路。第二注入電gC_inj2連接到積分節(jié)點(diǎn) A的上游，與注入電容C_inj并聯(lián)。它鏈接到由命令I(lǐng)_inj驅(qū)動(dòng)的開關(guān)。
[0196] 在I_inj處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，在每次電荷注入期間注入的反電荷的值等于：
[0197] Q2 = (V_inj_2_V_inj_l)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)。
[0198] 在I_inj處于接通狀態(tài)時(shí)，在每次電荷注入期間注入的反電荷的值等于：
[0199] Q3=(V_inj_2-V_inj_l)X((C_inj+C_inj2)(_det)/(C_det+C_inj+C_inj2)〇
[0200] 圖12表示與圖2B中表示的電路類似的電路。第二注入電gc_inj2連接于輸入端子 145與注入節(jié)點(diǎn)A之間，與注入電容C_inj并聯(lián)。它鏈接到由命令I(lǐng)_inj驅(qū)動(dòng)的開關(guān)。
[0201] 在由命令I(lǐng)_inj驅(qū)動(dòng)的開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，在每次電荷注入期間注入的反電荷 的值等于：
[0202] Q2 = (Phi_inj_2_Phi_inj_0)X(C_inj XC_det)/(C_det+C_inj)。
[0203] 在由命令I(lǐng)_inj驅(qū)動(dòng)的開關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)，在每次電荷注入期間注入的反電荷 的值等于：
[0204] Q2=(Phi_inj_2-Phi_inj_0) X ((C_inj+C_inj2) XC_det)/(C_det+C_inj+C_ inj2)〇
[0205] 因而，該注入電路14能夠包括適于連接到注入節(jié)點(diǎn)的第二注入電容，這使得能夠 調(diào)整由注入電路14產(chǎn)生的電荷。
[0206] 將要指出的是，這樣的注入電路未必需要依賴初始化階段，以便在注入器的輸出 處建立對應(yīng)于可忽略的電荷注入的平衡電勢。同樣，這樣的注入電路未必需要結(jié)合圖1到7 描述的用于存儲(chǔ)平衡電勢的模塊。
[0207] 根據(jù)圖13中例示的另一實(shí)施例，存在用于調(diào)整探測器的表觀電容C_det的模塊。它 尤其可以是被稱為鎮(zhèn)流電容并被表示為C_lest的電容，與探測器并聯(lián)布置，并且適于在激 活開關(guān)Oest時(shí)連接到積分節(jié)點(diǎn)B。激活開關(guān)I_lest增大了探測器的表觀電容C_app，后者 取值為C_app = C_det+C_lest。相反，關(guān)斷開關(guān)I_lest減小了探測器的表觀電容C_app，后者 取值為 C_app = C_det。
[0208] 參考圖2A中表示的實(shí)施例，在每次電荷注入期間，積分節(jié)點(diǎn)B處的電勢都根據(jù)如下 表達(dá)式發(fā)生變化：
[0209] Δ Vb= (V_inj_2_V_inj_l) XC_inj/(C_det+C_inj)。
[0210]類似地，參考圖2B中表示的實(shí)施例，在每次電荷注入期間，積分節(jié)點(diǎn)B處的電勢都 根據(jù)如下表達(dá)式發(fā)生變化：
[0211] Δ Vb= (Phi_inj_2_Phi_inj_l) XC_inj/(C_det+C_inj)。
[0212] 將要指出的是，積分節(jié)點(diǎn)B處電勢的變化根據(jù)探測器的電容而改變。在探測器在計(jì) 數(shù)模式下操作時(shí)，對于給定的電荷注入，優(yōu)選的是使點(diǎn)B處電勢的變化顯著，從而減小比較 器的響應(yīng)時(shí)間。而且，優(yōu)選的是使C_det為低。
[0213] 在探測器在積分模式下操作時(shí)，可以選擇更大的注入電荷的量。為了限制點(diǎn)B處的 電勢變化，優(yōu)選的是使C_det更高。通過激活開關(guān)I_lest，從而增加相對于探測器并聯(lián)安裝 的電容，在圖2A中表示的構(gòu)造中獲得以下關(guān)系：
[0214] Δ Vb= (V_inj_2_V_inj_l) XC_inj/(C_app+C_inj)。
[0215]增加電§C_lest使得能夠控制積分節(jié)點(diǎn)處電勢的變化范圍。例如，這使得能夠?qū)?積分節(jié)點(diǎn)處的電勢設(shè)置在可接受的操作范圍之內(nèi)，與電路的正確操作兼容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于輻射探測器的電子電路，包括： 輻射敏感元件（11)， 注入電路（14)，所述注入電路（14)適于在所述敏感元件（11)的端子處注入電荷，所述 注入電路（14)在至少一個(gè)輸入端子(E1)與一個(gè)輸出端子(S)之間延伸，所述輸出端子(S)適 于連接到所述敏感元件(11)，所述注入電路(14)適于在觸發(fā)脈沖的作用下產(chǎn)生電荷， 具有切換電勢(Vc?P_basc；ui)的比較器(12)，所述比較器（12)具有接收閾值電勢的第一輸 入和適于連接到積分節(jié)點(diǎn)(B)的第二輸入，所述積分節(jié)點(diǎn)(B)能夠存儲(chǔ)由所述敏感元件（11) 在接收輻射時(shí)產(chǎn)生的電荷，所述電荷導(dǎo)致所述積分節(jié)點(diǎn)(B)處的電勢的變化，所述注入電路 (14)適于在所述比較器(12)的每次切換時(shí)在所述積分節(jié)點(diǎn)(B)處注入電荷， 其特征在于 所述注入電路（14)適于在輸入端子(E1)連接到第一輸入電勢(V_inj_l，Phi_inj_l， Vgl，Vg2)時(shí)注入第一電荷(QUQtot)，并且在輸入端子(El)連接到第二輸入電勢(V_inj_ 2，Phi_in j_2，Vgl，Vg2)時(shí)注入第二電荷(Q2，Qtot2)， 所述電路包括用于存儲(chǔ)平衡電勢與參考電勢之間的差的模塊，所述平衡電勢對應(yīng)于在 所述第一電荷(Q1)的一次或多次注入之后的所述注入電路(14)的輸出電勢(Vs)，所述參考 電勢(Vrrf)為固定電勢， 并且，所述注入電路（14)適于取決于所述第二輸入電勢（V_inj_2，Phi_inj_2，Vgl， Vg2)和所述平衡電勢(Vequ)而注入第二電荷(Q2，Qtot2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路，其特征在于，所述電子電路還包括用于存儲(chǔ)在預(yù)定 數(shù)量的觸發(fā)脈沖之后的所述電勢差的模塊。3. 根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的電子電路，其特征在于，所述電子電路包括具 有切換電勢(Vc?P_ basc；ul)的比較器(12)，所述比較器具有接收閾值電勢的第一輸入和適于連 接到積分節(jié)點(diǎn)(B)的第二輸入，所述積分節(jié)點(diǎn)(B)能夠存儲(chǔ)由所述敏感元件（11)在接收福射 時(shí)產(chǎn)生的電荷，所述電荷導(dǎo)致所述積分節(jié)點(diǎn)（B)處的電勢的變化，并且，所述電子電路包括 連接在所述敏感元件(11)與所述積分節(jié)點(diǎn)(B)之間的第一開關(guān)(1_5)。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的電子電路，其特征在于，所述存儲(chǔ)模塊包括： 第一電容器(Cmem)，所述第一電容器(Cmem)的第一端子連接到所述積分節(jié)點(diǎn)(B)，并且 所述第一電容器(Cmem)的第二端子連接到參考電勢， 第二開關(guān)(1_1)，其連接在所述積分節(jié)點(diǎn)(B)與所述第一電容器(Cmem)的所述第一端子 之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子電路，其特征在于，所述存儲(chǔ)模塊包括： 第二電容器(200)，其鏈接到所述比較器(12)的所述第二輸入， 第三開關(guān)(1_3)，其連接在所述比較器(12)的與所述第二電容器(200)鏈接的所述第二 輸入與所述比較器(12)的輸出之間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子電路，其特征在于，所述第三開關(guān)（1_3)是包括柵極(G)、 源極(S)、漏極(D)的M0S型晶體管，所述源極(S)和所述漏極(D)形成兩個(gè)端子，并且，第一端 子連接到所述比較器（12)的所述第二輸入，并且第二端子連接到所述比較器（12)的所述輸 出，并且，所述電子電路包括： 第四開關(guān)（1_4)，其連接在所述第三開關(guān)（1_3)的所述漏極(D)與所述比較器（12)的所 述輸出之間， 第三電容器(C2)，其連接在所述第三開關(guān)(1_3)的所述漏極(D)與第二固定電壓之間， 第四電容器(C3)，其連接在所述第三開關(guān)(1_3)的兩個(gè)端子之間。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子電路，其特征在于，在襯底（Sub)上產(chǎn)生形成所述第三開 關(guān)(1_3)的所述晶體管，并且，所述襯底(Sub)連接到所述漏極(D)。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子電路，其特征在于，所述電子電路包括具有切換電勢 (V_P_bascul)的比較器（12)，所述比較器（12)具有接收閾值電勢的第一輸入和適于連接到積 分節(jié)點(diǎn)(B)的第二輸入，所述積分節(jié)點(diǎn)(B)能夠存儲(chǔ)由所述敏感元件（11)在接收福射時(shí)產(chǎn)生 的電荷，所述電荷導(dǎo)致所述積分節(jié)點(diǎn)(B)處的電勢的變化，并且，所述存儲(chǔ)模塊包括： 第五電容器(201)，其鏈接到所述比較器（12)的所述第一輸入， 第三開關(guān)（1_3)，其連接在所述比較器（12)的與所述第五電容器(201)鏈接的所述第一 輸入與所述比較器(12)的輸出之間。9. 根據(jù)權(quán)利要求3到8的其中之一所述的電子電路，包括連接在所述比較器（12)的所述 輸出處的計(jì)數(shù)器(13)，從而對所述比較器(12)的切換的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。10. -種由像素構(gòu)成的矩陣探測器，其特征在于，每個(gè)像素包括根據(jù)前述權(quán)利要求的其 中之一所述的電子電路。11. 一種實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1到9的其中之一所述的電子電路的方法，所述方法的特征 在于，所述方法包括初始化階段，所述初始化階段包括以下步驟： 將注入電路的輸入端子連接到第一電勢， 在所述注入電路的輸出端子上注入第一電荷(Q1，Qt〇t〇， 存儲(chǔ)平衡電勢與參考電勢之間的差，所述平衡電勢對應(yīng)于在所述第一電荷(Q1)的一次 或多次注入之后的所述注入電路的輸出電勢(Vs)，所述參考電勢Vrrf為固定電勢， 將積分節(jié)點(diǎn)設(shè)置到觸發(fā)電勢，所述觸發(fā)電勢對應(yīng)于所述積分節(jié)點(diǎn)(B)的電勢的閾值，超 過所述閾值，則所述注入電路注入電荷， 將所述注入電路的所述輸入端子連接到第二電勢，使得所述注入電路根據(jù)所述積分節(jié) 點(diǎn)(B)的電勢與所述觸發(fā)電勢之間的差而輸送第二電荷(Q2，Qtot2)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述初始化階段包括注入預(yù)定數(shù)量的第 一電荷，在注入所述預(yù)定數(shù)量的第一電荷之后，所述積分節(jié)點(diǎn)(B)達(dá)到平衡電勢。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述平衡電勢對應(yīng)于在初始化階段之后 的所述積分節(jié)點(diǎn)(B)處的電勢，所述平衡電勢然后構(gòu)成所述觸發(fā)電勢，低于或超過所述觸發(fā) 電勢，則所述注入電路輸送第二電荷。14. 根據(jù)權(quán)利要求11到13的其中之一所述的方法，其特征在于，所述平衡電勢與所述參 考電勢之間的所述電勢差存儲(chǔ)在鏈接電容器的端子處，所述電容器被布置在探測器的積分 節(jié)點(diǎn)與比較器(12)的第二輸入之間。
【文檔編號(hào)】G01T1/16GK105849590SQ201480071190
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月29日
【發(fā)明人】A·哈比卜, M·阿克斯
【申請人】原子能和輔助替代能源委員會(huì), 特里賽爾公司