專利名稱：：具有寬廣作業(yè)范圍的cmos光偵測器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明是一種用來產(chǎn)生文件或物件的電子影像的偵測器，尤其是指那些應用于文件掃描器、影印機、傳真機與照相機等的光偵測器，例如接觸式影像感應器(contactimagesensors)。一般而言，由矽晶圓(siliconwafers)制成的光偵測器大約分為兩種，一為pn接合(junction)光偵測器，另一為電荷耦合裝置(Charge-coupleddevice，簡稱CCD)光偵測器。Pn接合光偵測器依結(jié)構(gòu)可區(qū)分為光二極管及光晶體管，如圖1A與圖2A所示。其中光晶體管依結(jié)構(gòu)是由一光二極管與一種雙極晶體管所組成，該雙極晶體管(bipolartransistor)具有電荷放大作用(chargeamplification)，該光二極管連接于該雙極晶體管的基極(baseterminal)，使光電荷得以在該雙極晶體管放大。將一種金屬氧化半導體(簡稱MOS)所制成的晶體管開關與圖1A及圖2A中的pn接合光偵測器結(jié)合，則成為圖3A與圖4A所示電路，這使一種電荷積成式(charge-integrationmode)光偵測元件得以用積體電路(IC)方式制成，并且使光反應靈敏度得以改進。這也使得大型的影像感測陣列(imagesesingarray)的組裝或聚集(integration)得以實現(xiàn)。使用光晶體管做為光感測器(或稱光偵測器)，以利用光電流放大原理來提高光靈敏度(photosensitivity)的方法是由WilliamSchockleyetal等人首度于題目為「pn接合晶體管」的論文中提到。在一篇由RudyDyek與Geneweckler等人所提，而以「用于影像感測的矽光偵測器積成陣列(IntegratedArrayofSiliconPhotodetectorsforImagesensing)」為題的論文中，曾描述到一種電荷積成式光晶體管光偵測器用于影像攝取裝置(imagecapturedevice)的情形。該論文刊載于西元1968年4月ED-15集的IEEE電子裝置雜志(IEEETransactionsonElectronDevices)。在一篇由E.E.Anderson與Weng-lyang等人所發(fā)表，題為「用于形小體輕的整頁掃描器的新穎接觸式感測器模組(ANovelContactImageSensorModuleforCompactandLightFullPageScannerApplications)」的論文中，介紹了一種利用電荷積成式光晶體管做為光偵測器元件的接觸式影像感測器模組。該論文刊載于SPIEVol.1901Cameras，Scanners，andImageAcquisitionsystems(1993)，第173-181頁。而在SPIEVol.2172第167-174頁另刊載了一篇由Tadahiko與Hamaguchi等人所發(fā)表的題為「使用彩色光晶體管制成的接觸式彩色像感測器(Contact-typecolorImageSensorUsingColorPhototransistors)」的論文。其中介紹了一種采用彩色晶體管所制成的接觸式彩色影像感測器。目前廣泛用于黑自傳真機的接觸式影像感測器模組，如圖4A所示的電荷積成光晶體管做為感測元件。這是由于在信號讀出時該光晶體管會自行重置(self-esetting)，使得電路可以簡化。然而這種接觸式影像感測器(CIS)所組成的掃描器的影像復制(reproduction)的動態(tài)范圍(dynamicrange)頗為受限，而且不適用于灰階影像掃描(graylevelimagescanning)。這種動態(tài)范圍受限的情形起因于，該CIS作業(yè)于非線性光反應轉(zhuǎn)移功能區(qū)(non-linearphotoresponsetransferfuntionregion)，以及由于光晶體管的不完全而且非線性自我重置(self-resetting)過程所導致的影像延遲作用(after-imageeffect或imagelag)。有一種改進過的電荷積成式光晶體管(如圖5所示)，在電荷積成過程之前，經(jīng)由一預充電(Precharge)開關，向npn晶體管的基極注入某種直流偏置電荷(DC-biasingcharge)，可以消除常用電荷積成光晶體管(如圖4A所示)無可避免的非線性與影像延遲(imagelag)問題，并且可以獲致同樣等級的CCD影像感測器的性能或效果。然而這種用于基極偏置(base-biased)光晶體管的制程技術并不能完全與現(xiàn)有鑄造業(yè)標準CMOS制程相容。另一問題是這種系統(tǒng)所需用于該光晶體管作業(yè)的附屬電路頗為繁雜而且耗電。另一種利用電壓棄置(voltage-pickoff)電荷積成光二極管做為感測元件所制成的影像感測器(如圖6A所示)，自1970年起就已被應用于影像感測。這感測元件包括一可重置反偏光二極管，連接于一個MOS晶體管的高組抗柵極，該MOS晶體管是做為源極追隨放大器(source-followeramplifier)。這種源極追隨器架構(gòu)能提供低輸出阻抗，便于驅(qū)動外部的信號讀取電路。用于電荷積成光二極管以及電荷積成光晶體管的作業(yè)原理與電路架構(gòu)是非常不同的，而所用的緩沖晶體管(bufferedtransistors)尤其相異甚大。在電壓棄置(voltage-pickoff)光偵測器的作業(yè)中(operation)，其光二極管與源極追隨晶體管的閘極，先被重置于一DC(直流)電壓位準(通常是一電源匯流排的電壓)，使該源極追隨晶體管在暗階(darklevel)條件下作業(yè)于動態(tài)區(qū)的上端；當照射光增加時，該源極追隨晶體管向截止區(qū)(cut-offregion)靠近。但電荷積成光晶體管的作業(yè)恰相反。在電荷積成光晶體管的作業(yè)中，光二極管與npn晶體管的基極是在暗階(darklevel)條件下被重置于接近截止區(qū)(cut-offregion)的電壓；當照射光增加時，射極追隨晶體管(emitter-followertransistor)的作業(yè)趨向動態(tài)區(qū)的上端。這兩者間的差異可由圖5A與圖6A的電路圖，以及圖5C與圖6C的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線(photoresponsetransfercharacteristice)看出。這兩種光偵測器都是在同一類型的基板(substrate)上以CMOS技術制成。但電壓棄置型(voltage-packoff)光偵測器中的重置開關與信號讀出(readout)開關等的體效應(bodyeffect)會使電路設計與制程技術復雜化，也會使得那些使用電壓棄置型電荷積成式光二極管做為感測無件的影像感測裝置的動態(tài)范圍(dynamicrange)與信號讀出率減少。用CMOS技術，在晶片(chip)上將光二極管面陣列(area-array)影像感測器與信號處理電路組合的作業(yè)，現(xiàn)在正被極力發(fā)展以用于新興的多媒體業(yè)。與此有關的課題介紹包含于1996與1997年的IEEEISSCC會議記載。本發(fā)明所用主要光偵測器一稱為閘極偏壓(gate-biased)電荷積成光二極管(為便于了解，敬請參閱圖7A所示電路圖)，其作業(yè)原理相似于基極偏壓電荷積成光晶體管(為便于了解，敬請先參照圖5A)。本發(fā)明的目的在于光偵測器是來自于，以一種可調(diào)整臨界電壓(threshold-voltage)的n型MOS晶體管，取代基極偏壓電荷積成光晶體管的雙極npn晶體管。這種新創(chuàng)作的光偵測器具有線性光反應轉(zhuǎn)移特性曲線，幾乎能涵蓋全部作業(yè)區(qū)(為便于了解，敬請先參照圖7C)。閘極偏壓電荷積成光二極管的轉(zhuǎn)移函數(shù)(transferfunction)是在接有一電容負荷源極追隨電路(capacitor-loadedsourcefollowercircuit)的情形下，由一種稱為SPICE模擬的作業(yè)計算得出(為便于了解，其信號作業(yè)時序圖，請先參考圖7B所示)。茲說明閘極偏壓式電荷積成光二極管的作業(yè)原理如下在光偵測器的每一電荷積成周期之前，光二極管的電荷積成節(jié)點(node)，也就是n型MOS晶體管的閘極，經(jīng)由一個MOS開關被充電到一直流偏置(DC-bias)電壓，該直流偏置電壓(或稱偏壓電壓)稍微高于該n型MOS晶體管M1的臨界(threshold)電壓。這預充電(precharging)步驟將這光偵測器初始化到動態(tài)區(qū)(activeregion)，以便于使輸出信號線性地追隨(linearlyfollow)光二極管的光信號(photosignal)。同時這預充電步驟也將前一信號讀出周期所留下的光信號電荷重置(reset)，并且消除影像延遲(afterimage)作用。如果該n型MOS晶體管的臨界電壓，經(jīng)由臨界電壓植入步驟(implantingstep)，被設定為負值，則DC偏置電壓可以連接于地線(groundbus)，而且這光偵測器會自動作業(yè)于動態(tài)區(qū)。如此，DC偏置電路就可以不必要。本發(fā)明光偵測器可以采CMOS技術制程來生產(chǎn)，而不需要任何其他處理步驟，因為臨界電壓植入是一標準制程處理步驟。這光偵測器元件包含一個光二極管與三個主要的MOS晶體管。就n型基板晶圓CMOS制程處理技術而言，該光二極管是一種將P+擴散層(diffusionlayer)形成于n型基板的P+n接合(juncion)二極管；P+擴散層就是該光二極管的陽極(anodenode)，而n型基板就是陰極。P+陽極連接于n型MOS晶體管的閘極(為便于了解，請先參照圖7A，圖中M1是n型MOS晶體管)。晶體管M1是做為光二極管P+-n的P+極電壓的電壓緩沖(voltage-buffering)或電壓放大之用。如圖7中的晶體管M2與M3是做為這光偵測器的啟動一斷路開關之用，兩者都可以是n型或P型，或是一種傳送閘(transmissiongate)MOS晶體管。該傳送閘MOS晶體管是將n型與P型晶體管并列連接在一起，但如果n型MOS晶體管是用于根據(jù)n型基板CMOS技術制成的晶體管M2與M3，則可以得致較佳的電路設計與光偵測器性能。晶體管M2是做為該光偵測器的信號讀出開關，而晶體管M3是做為插入直流偏置電荷于晶體管M1的閘極的預充電關系，同時也用以在每一光電荷積成(photocharge-integration)周期的初始，將光二極管重置。為便于了解，請先參閱圖7B，圖中的晶體管M2與M3導通之間的時段，就是光偵測器的電荷積成期。若使用CMOS制程或處理技術的P型基板晶圓，則本發(fā)明光偵測器就包含一n+P光二極管與三個P型MOS晶體管。為便于了解，請再度參照圖7A，圖7A中的n型MOS晶體管具有可調(diào)臨界電壓，是用以取代圖5A中的基極偏壓式電荷積成用光晶體管的雙極npn晶體管。該n型MOS晶體管的可調(diào)臨界電壓，可以用晶體管臨界電壓植入步驟來實現(xiàn)。這種光偵測器因此而能提供涵蓋全部作業(yè)區(qū)(supersetoperatingregion)的函數(shù)(transferfunction)。為便于了解，請再先參閱圖7C。對照于本發(fā)明光偵測器，圖5A中的基極偏壓型電荷積成光晶體管的轉(zhuǎn)移函數(shù)受限于一小范圍。這是因為其射極一基極接合(junction)的導通電壓的可調(diào)范圍受限(大約在0.6-0.9V間)。另一對照于本發(fā)明光偵測器者，是圖6中的電壓棄置(voltage-pickoff)式電荷積成光二極管的轉(zhuǎn)移函數(shù)，僅占有本發(fā)明光偵測器的轉(zhuǎn)移函數(shù)區(qū)域(呈面狀，也就是呈super-set)的一小部份(為便于了解，請再參閱圖6C)。由此可知，本發(fā)明所提出的電荷積成型光偵測器能夠在影像感測裝置的最佳化設計方面，帶來較大的彈性。歸納之，本發(fā)明光偵測器相較于基極偏壓光晶體管，有下列優(yōu)點1、源自于光二極管內(nèi)光產(chǎn)生(photogenerated)電荷信號的非破壞性讀出感測(non-destructivereadoutsensing)的較高靈敏度與較佳線性。在基極偏壓型光晶體管為主要電路元件的光偵測中，僅有一部份光產(chǎn)生電荷信號會在信號讀出時，被放電成為基極一射極電流。2、本發(fā)明光偵測器的偏置電壓(voltagebias)的電壓參考電路(也就是voltagereferencecircuit。為便于了解，請再先參照圖8)，可以被組裝在晶片上，以便設定光偵測器作業(yè)于動態(tài)區(qū)。這電壓參考電路也可以補償隨溫度變化的輸出直流偏移變動(DCoffsetvariations)。與此對比，隔離的雙極晶體管就無法以CMOS光晶體管技術裝于晶片上，也就無法提供溫度補償用的電壓參考電路。3、本發(fā)明光偵測器(例如圖7A所示)的簡化與最佳化設計，可以采用一種空虛型(depletion-type)晶體管做為緩沖(buffered)n型晶體管(如圖7A的M1)，其具有負晶體管臨界電壓(nativetransistorthresholdvoltage)。由于圖7A中的晶體管M1的臨界電壓為負值，本發(fā)明光偵測器在圖7A中的Vbias連到地線時，可以作業(yè)于線性動態(tài)區(qū)，此可由圖7C的轉(zhuǎn)移函數(shù)曲線看出。這樣設計的光偵測器(例如圖9所示)，就不需要電壓參考電路。而由這種光偵測器所組成的影像感測裝置就只會消耗少量電力，也只會需要微量的矽材，使成本較低。4、其制程技術完全相容于低成本、高性能的標準數(shù)字CMOS處理技術。另一方面，本發(fā)明所用閘極偏壓式電荷積成型光二極管，相對于常用電壓棄置(voltagepickoff)式電荷積成型光二極管而言，有如下優(yōu)點1、其具有面區(qū)域(super-set)的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線(為便于了解，請再參閱圖7C)，而采電壓棄置式光二極管的光偵測器卻只能作業(yè)于面的一小部份。2、其具有寬廣的動態(tài)區(qū)，所以能作業(yè)于較大的范圍。這可以從其直流偏壓(Vbias，也稱為直流偏置電壓)接地時的轉(zhuǎn)移特性曲線看出。本發(fā)明光偵測器有一從原點(origin)分布到最大允許輸出值的動態(tài)區(qū)曲線(當圖9聽晶體管M1的臨界電壓稍微低于0電位時)。3、其由于作業(yè)原理的特殊，可以提供較快速的影像信號讀出率。茲說明如下在暗階(darklevel)時，于作業(yè)起點，本發(fā)明所用源極追隨器(例如圖7A的M1)的直流偏壓被設定于動態(tài)區(qū)的下端，也就是晶體管M1較地電位低一臨界電壓之處。當讀出開關(圖7A中的M2)導通時，在重置到地電位(resetting-to-ground)的電容器負載接點(node)處的電壓，會被源極追隨晶體管M1充電到光二極管的暗階電壓之下，離該暗階電壓的差值大約等于晶體管M1的臨界電壓之處，也就是幾乎等于地電位的值。所以將一小電壓值充到該電容器負載所需充電時間常數(shù)極短。但在電壓棄置型光偵測器的作業(yè)中，源極追隨晶體管(圖6A中的M1)被直流偏壓到動態(tài)區(qū)上端，使晶體管M1必須充一大電壓升值到電容器負載，才能追隨光二極管的暗階信號。由此可看出，電壓棄置式光偵測器需要較長充電時間常數(shù)，因而就會有較慢的信號讀出率。4、其可以提供最佳化電路架構(gòu)，使信號讀出開關(圖7A中的晶體管M2)與預充電開關(圖7A的晶體管M3)等的體效應(bodyeffect)最小。在標準CMOS制程上的晶體管就可以用做M2與M3。但在電壓棄置式光偵測器的案例中，很難使偵測器正確作業(yè)，也很難避免晶體管M2與M3的制程或電路中的不順或缺陷。這是由于其作業(yè)原理所難免帶來的體效應之故。由CCD影像感測器的作業(yè)原理，以及上述的分析說明，得以推論出以下兩種可用于影像感測裝置的光偵測元件也可以實現(xiàn)1、一種包含閘極偏壓式電荷積成型光二極管與可重置電容器(resettable-capacitor)負載的光偵測元件。其中該可重置電容器負載是做為光偵測器信號的取樣與保持(sampleandhold)之用(為便于了解，請先參照圖12的案例)。2、一種包含電壓棄置型電荷積成式光二極管，與可重置電容器負載的光偵測元件。其中該可重置電容器負載也是做為光偵測器信號的取樣與保持作業(yè)之用(為便于了解，請先參閱圖14的案例)。為便于了解，請先參閱圖13A與圖15A。這兩圖展示出由該兩種(以上所提兩種)光偵測元件所構(gòu)成的線性陣列型影像感測器。這兩種影像感測器的功能相似于線性陣列CCD影像感測器。茲說明相似處如下同時以并行(parallel)方式將光點(photosite)信號傳到相對應的類比記憶單元，接著在每一光偵測元件為下一讀出周期執(zhí)行電荷積成時，連續(xù)有序地從該記憶單元讀出信號。這些影像感測器可用在三色光發(fā)射二極管(LED)光開關作業(yè)方法(lightswitchingmethod)所制成的彩色CIS掃描器上，來提升掃描信號輸出量(throughput)。圖7A的光偵測器，在預充電期間，晶體管M1的源極是浮動的(floating)，而且含有前一個信號讀出周期所殘留的電荷信號，這現(xiàn)象與殘留電荷信號會引起相鄰讀出信號間的互相干擾(crosstalk)，或讀出信號的固定形式的雜訊。這個問題可以經(jīng)由晶體管M1源極的重置作業(yè)來解決。這項重置作業(yè)是在預充電期間，將n型MOS晶體管開關連接于源極與電壓源或地線之間來達成。但這個情況下，會有一暫態(tài)(transient)電流在重置作業(yè)期間，從高電位電源端(Vdd)經(jīng)晶體管M1與該n型MOS晶體管開關(圖16A的M8)流向地。為便于了解，請先參閱圖16A、圖16B、圖16C等所示的修正版光偵測元件接線電路。將圖6A電壓棄置型光偵測器的晶體管M1源極重置的作業(yè)并不一定必要，因為晶體管M1在重置期間本就一直是導通的。通常晶體管M1的源極電壓被重置到大約低于閘極電壓一臨界電壓值之處。茲簡介一種用于接收照射光以產(chǎn)生光信號的，本發(fā)明光偵測器的實施器的實施例的基本架構(gòu)，這光偵測器包含一光二極管，包含一電荷積成極，當該光二極管接收照射光時，該電荷積成極因應該照射光以累積電荷而使電位會升高；一閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管，具有可調(diào)臨界電壓，其包含一偏壓儲存極連接該電荷積成極，其又包含一電源電壓輸入極連接一電壓源、與一輸出端因應該電荷積成的電位而輸出一光信號(也就是，該輸出端所輸出的光信號，隨該電荷積成極的電位高低而變化)；一預充電開關，因應一預充電控制信號，加一參考電壓于該偏壓儲存極；以及一信號讀出開關，含有一第一端與一第二端，該第一端連接該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的輸出端，該第二端因應一讀出控制信號，經(jīng)由該第一端接收該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的輸出端的光信號。附圖簡單說明圖1A是一曲型P+n接合光二極管作業(yè)于即時(realtime)光電流感測模式的情形；圖1B是圖1A中的P+n接合光二極管的典型結(jié)構(gòu)；圖2A是一光晶體管作業(yè)于即時光電流放大模式的情形；圖2B是圖2A圖中的光晶體管的典型結(jié)構(gòu)；圖3A是一典型P+n接合光二極管作業(yè)于電荷積成模式的情形。圖3B是信號讀出開關的時序圖(timingdiagram)，以及圖3A中的電荷積成光二極管的應用例的輸出信號；圖4A是一光晶體管作業(yè)于電荷積成模式的情形；圖4B是信號讀出開關的時序圖，以及圖4A中的電荷積成光晶體管的應用例的輸出信號；圖5A是展示一連接著電容器負載型射極追隨器讀出電路的基極偏壓型電荷積成光晶體管所組成的光偵測器元件的線路圖；圖5B是展示預充電開關、信號讀出開關、電容器負載重置開關等的時序圖，以及圖5A的光晶體管應用例的輸出信號；圖5C是展示圖5A的光偵測器元件應用例的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線計算值；圖6A是展示一種電壓棄置式電荷積成型光二極管連接一電容器負載型源極追隨器讀出電路所組成的光偵測器元件的接線圈；圖6B是展示光二極管重置開關、讀出開關、電容器負載重置開關等的時序圖，以及圖6A的光偵測器元件應用例的輸出信號；圖6C是展示圖6A的光偵測器元件應用例的光反應特性曲線計算值。圖7A是展示一連接著電容器負載型源極追隨器讀出電路的閘極偏壓式電荷積成型光二極管的線路圖；圖7B是展示二極管、閘預充電開關、讀出開關、電容器負載重置開關等的時序圖，以及圖7A的光偵測器應用例的輸出信號；圖7C是展示圖7A的光偵測器元件，在相關的晶體管于許多種不同臨界電壓值的條件下，計算出的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線；圖8是展示圖7A的光偵測器所需要的偏壓的電壓參考值(Vbias)。此Vbias適于促成某種條件下的線性動態(tài)區(qū)作業(yè)；圖9是展示一應用施工圖7A的光偵測器元件的修正電路；圖10A是展示一應用許多圖7A光偵測器元件所組成的線性陣列影像感測裝置的電路，以及信號讀出電路；圖10B是展示一應用許多圖7A光偵測器元件所成的面陣列影像感測裝置的電路，以及信號讀出電路；圖11A是展示一應用許多圖7A光偵測器元件所組成的面陣列影像感測裝置的電路，以及信號讀出電路；圖11B是展示圖11A中的影像感測裝置作業(yè)所需的控制信號時序圖；圖12是展示一光偵測器元件的電路圖。這光偵測器元件包含圖7A中的光偵測器，以及一連接著緩沖放大器的開關式可重置電容器負載。后者是做為光二極管信號的取樣保持作業(yè)之用。圖13A是展示一應用許多圖12光偵測器元件所組成的線性陣列影像感測裝置的電路，以及信號讀出電路。圖13B是展示圖13A的影像感測裝置作業(yè)所需控制信號的時序圖；圖14是展示一采用電壓棄置式電荷積成型光二極管組裝于P型基板經(jīng)CMOS處理而成的光偵測器元件的電路圖，以及一連接有緩沖放大器，而能做為光二極管信號的取樣保持作業(yè)電路的開關式可重置電容器負載的接線圈；圖15A是展示一種采用許多圖14光偵測器元件所組成的線陣列式影像感測裝置的電路圖，以及信號讀出電路；圖15B是展示圖15A影像感測裝置作業(yè)所需控制信號的時序圖；圖16A是展示一應用圖7A所示光偵測器的電路圖，以及一用來將晶體管M1(圖7A所示M1)源極接到地電位的MOS開關。圖16B是展示一應用圖7A所示光偵測器的電路圖，以及一用來將圖7A所示晶體管M1源極重置到偏壓電壓(Vbias)的MOS開關。圖16C是展示一應用圖7A所示光偵測器的電路圖，以及一用來將圖7A所示晶體管M1源極重置到等于另一晶體管的源極(如圖7A的M3的源極)的電位；圖17A是展示一按CMOS技術，而與一電容器負載型源極追隨讀出電路一起組裝于P型基板，之閘極偏壓電荷積成光二極管的電路圖；圖17B是展示光二極管、閘極充電開關、讀出開關、電容器負載重置開關等的時序圖，以及圖17A光偵測器元件應用例的輸出信號；圖17C是展示圖17A所示光偵測器元件，在圖17A的晶體管M1許多種臨界電壓條件下，所計算得的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線；圖18是展示圖17A所示光偵測器元件的一種修正電路圖。圖7A是本發(fā)明一種實施例的接線圖，其中的閘極偏壓式電荷積成型光二極管是構(gòu)成單一光偵測器、或線陣列、面陣列影像感測裝置的基本感光單元。圖7A所示光偵測器包含一pn接合光二極管71，主要MOS晶體管M1、M2與M3，以及一偏壓參考電壓Vbias。如果是采用CMOS技術的n型基板晶圓，則二極管71是一種在n型基板上形成P+擴散層而得到的P+n接合二極管；這P+擴散層就是二極管71的陽極，而n型基板就是二極管71的陰極。這P+陽極連接于n型MOS晶體管M1的閘極。晶體管M1是做為光二極管71的P+極電壓的電壓緩沖或電壓放大之用。M2與M3這兩個晶體管是做開關之用，分別可以是n型或P型或傳送閘(n型與P型晶體管并列連接在一起)MOS晶體管。然而在采用n型基板CMOS技術的條件下，n型MOS晶體管較適于做為M2與M3之用，以期能使電路設計與光偵測性能量佳化。晶體管M2是做為信號讀出開關之用，而晶體管M3是做為預充電開關，將晶體管M1的閘極放電到一直流偏壓電壓值Vbias，并且在每一光電荷一積成周期(photocharge-integration)的初期，將光二極管71重置。圖7B展示圖7A中預充電開關M3、信號讀出開關M2、電容器負載型重置開關M4等的時序圖，以及圖7A光偵測器應用例的讀出信號。圖7B所示的晶體管M3與M2分別導通的時間之間的時段，是本發(fā)明光偵測器的電荷積成時間。信號讀出作業(yè)始于重置電容性負載C之時。重置電容性負載C的作業(yè)，是將一控制信號CLK(又稱為「重置電容性負載信號」)加到晶體管M4的閘極，使電容性負載C重置到地電位。重置電容性負載C之后，讀出作業(yè)的控制信號S2(又稱為「讀出控制信號」)變成活躍的(active)，接著電容性負載C京被充電(經(jīng)由晶體管M1)到一電壓位準，該電壓位準大約低于光二極管71的P+極的光電壓(photovoltage)信號一差值，該差值接近于晶體管M1的臨界電壓值。信號S2與CLK不能重疊，以確保能正確讀出光信號。完成信號讀出程序時，也就是控制信號S2下降時(inactive)，預充電信號S3(又稱為「預充電控制信號」，是加于晶體管M3之閘極)變成活躍的(active)，使光二極管71的P+極(也就是晶體管M1的閘極)被充電到偏壓電壓(或稱偏置電壓)Vbias的電壓值，以便將圖7A光偵測器初始化(initialize)，準備進入下一電荷積成周期。這預充電作業(yè)的目的如下1.將P+n光二極管71設定成反偏狀態(tài)(reverse-biasedcondition)，以便進行光充電積成作業(yè)；2.設定n型MOS晶體管M1的直流偏壓電壓值，使晶體管M1在信號讀出時能作業(yè)于高增益(highgain)活動區(qū)；3.將前一信號讀出周期殘留的光信號清除，并且消去影像延遲效應(afterimageeffect)。圖7C展示圖7A光偵測器在晶體管M1各不同臨界電壓條件下，所計算出的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線。為了要模擬光二極管71P+極上所堆積的電荷量，一些電荷從電壓參考線(或點)被植入(經(jīng)過預充電開關M3)到P+極。由圖7C可看出，圖7A光偵測器的轉(zhuǎn)移特性曲線可分布于電源電壓Vdd所能容許的全部作業(yè)范圍。輸出信號由臨界電壓飽和到約4.3V。若晶體管M1的臨界電壓Vto大于零(Vto＞0)，則對每一Vto值所繪的轉(zhuǎn)移特性曲線可區(qū)分為下列區(qū)域1.作業(yè)線斜率幾乎為0的截止區(qū)(cutoffregion)，此截止區(qū)的P+極(圖7A的光二極管71的P+極)的電壓VP+是小于Vto；2.作業(yè)線斜率由0變?yōu)閹缀醯扔?的過渡區(qū)(transitionregion)；3.作業(yè)線斜率大約為1，而且延伸到4伏特的實質(zhì)線性活動區(qū)。本發(fā)明光偵測器就是設計在此區(qū)域內(nèi)作業(yè)；4.作業(yè)線斜率緩慢減小的飽和區(qū)(saturation)。若晶體管M1的臨界電壓Vto＜0，則對每一不同Vto所繪的轉(zhuǎn)移特性曲線就只呈現(xiàn)出線性活動區(qū)與飽和區(qū)。因此，若將偏壓電壓Vbias接地，而本發(fā)明光偵測器的晶體管M1又具有負的臨界電壓Vto，則本發(fā)明光偵測器就會自動作業(yè)于線性活動區(qū)。圖8展示一種偏壓電壓Vbias簡單電路圖，適用于圖7A的晶體管M1的臨界電壓Vto大于0的情況。對圖7A中的光二極管71的n極充電到偏壓電壓Vbias，則輸出信號的直流偏移電壓會大約保持恒定，不致于受到作業(yè)溫度的影響而變動。這偏壓電壓Vbias的電路可與本發(fā)明光偵測器一起組裝于一晶片上。圖9展示圖7A本發(fā)明光偵測器的晶體管M1有負臨界電壓時的閘極偏壓式電荷積成型光二極管的接線圖。將偏壓電壓源Vbias接地，本發(fā)明光偵測器就會在VDD(電源電壓)與地之間作業(yè)。若需要針對直流偏移(DCOffset)與溫度變化執(zhí)行電壓穩(wěn)定化，則可以采用一差動讀出技巧(differentialreadouttechnique)，也就是將圖9的電路中的光二極管91，以金屬板遮蔽后，做為一種虛擬的(dummy)光偵測器，再將此虛擬光偵測器與其結(jié)合。圖10A展示一個由許多圖7A所示光偵測器所組成的線性陣列影像感測裝置。圖10A只繪出三個光偵測器，來表達相鄰光偵測器的控制時序關系。圖中電路也包含電容性負載式信號讀出電路102，以及一單增益(unitygain，也就是增益等于1)工作放大器(operationalamplifier)101，該工作放大器是非為輸出影像信號的緩沖放大器之用。這電路更包含有一數(shù)字掃描用的移位暫存器(shiftregister)，用來連續(xù)地依序啟動(activates)每一光偵測器的信號讀出開關。用來操作圖10A所示線性陣列的時序控制信號說明于圖10B。時鐘控制信號CLK連續(xù)地觸發(fā)移位暫存器，并且重置電容性負載，迫使輸出信號保持在地電位。當啟始脈波控制信號(startpulsecontrolsignal)加到移位暫存器時，這些控制信號會連續(xù)依序觸發(fā)(或啟動)每一光偵測器的信號讀出開關，以便輸出光信號(photosignal)到電容性負載(經(jīng)由電容性負載型源極追隨式信號讀出作業(yè))。當數(shù)字移位暫存器啟動一光偵測器的信號讀出開關時，在先前一時鐘周期被啟動的相鄰光偵測器正進行著預充電作業(yè)(根據(jù)來自該移位暫存器的相同控制信號)。這預充電作業(yè)為下一行要被掃描的光偵測器作準備。每一行所需積存電荷的時間大約等于一光偵測器的兩接續(xù)信號出作業(yè)之間的時段長短。在電荷積存時間內(nèi)，由入射光線所產(chǎn)生的信號電荷(signalcharge)會累積在光偵測器的光二極管，使光二極管電壓有一改變量Qs/Cd，該Qs是信號電荷，而Cd是該二極管的電容值。圖11A展示一個由許多圖7A所示光偵測器所構(gòu)成的面陣列影像感測裝置。圖中只繪出2×2排列的四個光偵測器，用以解說這影像感測裝置作業(yè)所需的控制信號時序。圖11A電路也包含每一行的電容性負載型讀出與取樣一保持電路112，以及用以輸出影像信號的電容性負載型讀出電路與緩沖放大器113。這電路更包含兩個數(shù)字掃描用移位暫存器X，垂直移位暫存器Y，以及水平移位暫存器X，用以配合控制信號，一次一列地連續(xù)依序輸出影像信號。操作上述面陣列影像感測裝置所需時序控制信號展示于圖11B。同一列(例如第N列)的光偵測器平行地于同一時間被啟動(被垂直移位暫存器Y的第N個輸出信號啟動)，而且同一列的光信號(指同一列上每個光偵測器所發(fā)出的影像信號)被輸出到相對應的行電容性負載(每一行有一電容性負載)，并且存于該電容(指電容性負載的電容部份)成為一取樣-保持信號。然后外加一啟動脈波控制信號(startpulsecontrolsignal)到水平移位暫存器X，使這暫存器X連續(xù)依序啟動，每一個取樣-保持作業(yè)階段所對應階段所對應的信號讀出開關，并且輸出光信號到輸出裝置(緩沖放大器)，執(zhí)行輸出信號的作業(yè)。完成一列的信號讀出作業(yè)后，垂直移位暫存器Y移位到下一列，并且不斷重復以上所述的信號讀出作業(yè)。在執(zhí)行每一列信號讀出作業(yè)時，相同的移位暫存器也正對前一列的光偵測器進行預充電作業(yè)。這預充電作業(yè)允許光偵測器開始為下一幅(frame)待掃描的影像進行電荷積成作業(yè)。每一幅影像的電荷積成時間，大約等于一列光偵測器的兩接序信號讀出作業(yè)之間的時間。由于設計這光偵測器的簡易性，以及使用電容性負載型讀出路，這面陣列影像感測器作業(yè)所需時序控制信號的電路設計，就變得很經(jīng)濟而且有效率。卓越的靈敏度與防止成像開花(anti-blooning)的特性將是本發(fā)明光偵測器的優(yōu)勢。圖12A展示本發(fā)明光偵測器的另一實施例。這實施例包含圖7A所示光偵測器，以及一開關可重置式電容器負載(switch-resettablecapacitorload)。該開關可重置電容器負載有一緩沖放大器做為光信號的取樣保持電路。這種光偵測器最好是，以圖12A所示光偵測器所組成的線性陣列來說明，也就是以圖13A所示線陣列影像感測裝置來解說。在圖13A中，只有繪出三個光偵測器以說明這裝置的作業(yè)所需的控制時序信號。圖中電路也包含一接有緩沖放大器的電容性負載型信號讀出電路133，用以輸出影像信號。圖中電路更包含一數(shù)字掃描移位暫存器132，用以連續(xù)地依序啟動每一光偵測器的信號讀出開關。圖13B展示上述線性陣列影像感測裝置作業(yè)所需時序控制信號。信號讀出作業(yè)始于，外加控制號S4到每一光偵測器的電容器重置(capacitor-reset)開關M4，將所有取樣保持電容重置到地電位。然后控制信號S2(又稱為「讀出控制信號」)啟動每一光偵測器的信號讀出開關M2，這時光二極管131內(nèi)存在的光信號，就向?qū)碾娙萜鞒潆?經(jīng)由緩沖晶體管M1)，之后隨著讀出控制信號S2關去(turnsoff)信號讀出開關M2，充到電容器的電荷信號就保留在電容器。接著，預充電控制信號S3啟動(turnson)晶體管M3，以便向每一光偵測器的光二極管131與晶體管M1進行預充電。此時這光偵測器就開始進行下一待掃描線的電荷積成作業(yè)。一掃描線的電荷積成時間大約等于，兩個接序的預充電作業(yè)之間的時間。在電荷積成作業(yè)中，數(shù)字移位暫存器就連續(xù)地依序啟動，取樣保持電路中的每一信號讀出開關，以便輸出前一掃描作業(yè)的影像信號。這種影像感測裝置的功能，事實上就如同一CCD線性陣列。CCD線陣列的每一光點(photosite)信號是在同一時間，以平行方式被傳到其相對應的類比CCD移位暫存器所構(gòu)成的存儲器，然后在光感測器進行下一掃描作業(yè)的光信號積成時，這些被存在存儲器的信號，會經(jīng)由電荷感測放大器(charge-sensingamplifier)，連續(xù)地依序被移位出(shiftedout)。圖13A所示陣列可以用在那些采用三開關式發(fā)光二極管(switchingLED)光源的彩色CIS(contactimagesensor，也就是接觸式影像感測器)掃描器上，以期減少每一掃描線的作業(yè)時間，而提高信號輸出量(throughout)。圖14A展示本發(fā)明光偵測器的又一實施例。圖中的光偵測器包含一電壓棄置式(voltagepickoff)電荷積成型光二極管(依CMOS處理技術裝于一P型基板)、以及一開關可重置式(switch-resettable)電容器負載。該開關可重置式電容器負載接有一緩沖放大器，做為光二極管信號的取樣保持之用。圖15A所示線性陣列影像感測裝置就是由圖14A光偵測器所構(gòu)成，其最適于用來解說圖14A圖光偵測器應用上的作業(yè)。在圖15A中，只有繪出三個上述的光偵測器；這三個光偵測器可用以說明這種影像感測裝置作業(yè)所需的控制時序信號。圖15A電路也包含電容器負載型信號讀出電路，其接有一緩沖放大器，以便輸出影像信號。圖15A電路更包含一數(shù)字掃描移位暫存器，可以連續(xù)地依序啟動每一光偵測器的信號輸出開關。圖15B展示上述線性陣列影像感測裝置作業(yè)所需時序控制信號。其讀出影像信號的作業(yè)方式完全相同于圖13A的影像感測裝置，因此就不再于此詳述。以這種方式構(gòu)成這種線性陣列影像感測裝置，有下列優(yōu)點1.可有效降低成本，因為P型基板較普遍地用于標準的CMOS制程技術；2.每一光偵測器的重置開關(圖15A中的M3)與信號讀出開關(圖15A中的M2)可以用某一控制信號啟動，所以作業(yè)中晶體管M3與M2所引起的體效應(bodyeffect)，可以藉由將這兩晶體管以傳送閘晶體管(transmissiongatetransistors)取代來消除，而在電路設計上所付出的代價卻很小。圖13A與圖15A所示陣列電路之間的差異，在于輸出信號位準與入射光強度之間的關系。圖13A的陣列電路的影像輸出信號會隨入射光強度的增加而提高，但圖15A所示的影像輸出信號卻會隨入射光強度的增加而變小。圖16A展示一電路，其包含圖7A所示的光偵測器，以及一用來輸入控制信號S3，以重置晶體管M1(也就是圖7A中的M1)源極到地電位的MOS開關M8。圖16B展示一電路，其包含圖7A所示光偵測器，以及一用來輸入該預充電控制信號S3，以重置晶體管M1(也就是圖7A中的M1)源極到偏壓電壓Vbias(或稱偏置電壓)的MOS開關M8。圖16C展示一電路，其包含圖7A所示光偵測器，以及一用來輸入該預充電控制信號S3，以重置晶體管M1(也就是圖7A中的M1)源極到晶體管M3(也就是圖7A中的M3)的源極電位。在圖7A所示光偵測器的預充電期間，晶體管M1的源極是浮動的(floating)，而且含有前一信號讀出周期所遺留的電荷信號，會產(chǎn)生相鄰的輸出信號之間的互相干擾(crosstalk)，或讀出信號的固定形式的雜訊(fisedpatternnoise)。但若在預充電期間，藉由一連接在晶體管M1源極與電壓源(正端或接地端)之間的MOS開關(或稱源極重置開關)，將晶體管M1源極重置，則上述不良效應可以被消除。但這種電路配置會產(chǎn)生一暫態(tài)電流(transientcurrent)由電源的VDD端經(jīng)過晶體管M1與源極重置開關等流向電壓源或地線。針對光偵測器的此現(xiàn)象所作的新修正電路，正是圖16所展示，也正是本發(fā)明光偵測器的特色之一。圖17A展示一電路，其是采用CMOS制程技術，將一閘偏壓式電荷積成型光二極管171裝于一P型基本上的電路，其中包含一電容器負載型源極追隨式信號讀出電路172。圖17B展示圖17A中光二極管171、閘極預充電開關M3、信號讀出開關M2、以及電容器負載型重置開關M4等的時序圖，也展示了圖17A光偵測器應用例的輸出信號。圖17C展示圖17A的光偵測器，在晶體管M1設定于各種不同的臨界電壓情況下，所計算出的光反應轉(zhuǎn)移特性曲線。圖18展示圖17A光偵測器的一種修正電路，適用于其晶體管M1的臨界電壓Vto大于0的情況。電壓參考電路可以省略，而偏壓電壓也Vbias可以連接到Vdd。本發(fā)明并不受限于上述揭露說明。以上實施例的說明在于使熟悉相關技術者易于了解本發(fā)明，而非限定本發(fā)明的專利范圍，故凡未脫離本發(fā)明的精神或原理所為的修飾或變更，仍包含在以下所述的申請專利范圍中。權利要求1.一具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，用于接照射光以產(chǎn)生光信號，其特征在于該光偵測器包含一光二極管，包含一電荷積成極，當該光二極管接收照射光時，該電荷積成極因應該照射光以累積電荷而使電位會升高；一閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管，具有可調(diào)臨界電壓，其包含一偏壓儲存極連接該電荷積成極，其又包含一電源電壓輸入極連接一電壓源、與一輸出端因應該電荷積成極的電位而輸出一光信號；一預充電開關，因應一預充電控制信號，加一參考電壓于該偏壓儲存極；以及一信號讀出開關，含有一第一端與一第二端，該第一端連接該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的輸出端，該第二端因應一讀出控制信號，經(jīng)由該第一端接收該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的輸出端所輸出的光信號。2.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于該二極管是一種P+n接合結(jié)構(gòu)，其P+極就是該電荷積成極，其n極是一連接一電壓源的基板。3.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該預充電開關包含一第一極連接該偏壓儲存極，一第二極接收該預充電控制信號，一第三極連接一供應該參考電壓的電壓源。4.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管是一種n型MOS晶體管，其汲極是該電源電壓輸入極，其源極是該輸出端，其閘極是該偏壓儲存極。5.如權利要求3所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該預充電開關是一n型MOS晶體管，該預充電開關的第一極是該n型MOS晶體管的汲極(drain)，第二極是該n型MOS晶體管的閘極，第三極是該n型MOS晶體管的源極。6.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該信號讀出開關是一種n型MOS晶體管，該信號讀出開關的第一端是該n型MOS晶體管的汲極，第二端是該n型MOS晶體管的源極，該n型MOS晶體管因應其閘極接收該讀出控制信號而導通，使該信號讀出開關的第二端，能經(jīng)由其第一端接收該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的輸出端的光信號。7.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該預充電開關，在該光二極管接收一照射光之前，將該偏壓儲存極充電到該參考電壓，使該閘極偏壓型可儲存電荷MOS電昌體，在該光二極管接收該照射光時，就作業(yè)于動態(tài)區(qū)，其轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率接近于一常數(shù)，因而該輸出端所輸出的光信號呈線性追隨該偏壓儲存極電位，也就是線性追隨該電荷積成極電位，因而也就線性追隨該照射光強度。8.如權利要求7所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該參考電壓稍高于該閘極偏壓型可儲存電荷MOS電晶體的臨界電壓。9.如權利要求7所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該參考電壓適于將前一照射光所遺留在該電荷積成極的電荷重置，以避免影像落后(imagelag)效應。10.如權利要求7所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的臨界電壓為負值時，該參考電壓為地電位，使該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管，在該光二極管接收照射光時，會自動作業(yè)于動態(tài)區(qū)。11.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于更包含一可重置電容性負載，用以接收該信號讀出開關的第二端的光信號，但每次收該光信號之前，會因應一重置電容性負載信號而重置為地電位。12.如權利要求11所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該可重置電容性負載包含一電容重置開關，因應該重置電容性負載信號，將該電容性負載重置為地電位。13.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于是根據(jù)CMOS技術造于P型基板，其中該光二極管是一種n+P接合結(jié)構(gòu)，該n+極是一種擴散層，而該P極是P型基板；該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管具有可調(diào)臨界電壓，并且該可調(diào)臨界電壓可為正值，也可為負值；該預充電開關可為一種P型MOS晶體管；該信號讀出開關可為一種P型MOS晶體管；光二極管的n+極連接該偏壓儲存極，P極連接地線；該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的汲極接地，源極接該信號讀出開關的第一端。14.如權利要求13所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的閘極連接該光二極管的n+極，源極與該信號讀出開關P型MOS晶體管的汲極連接；用做該信號讀出開關的P型MOS晶體管的閘極接收該讀出控制信號，源極因應該讀出控制信號，會經(jīng)過汲極接收該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的源極上的光信號，用做該預充電開關的P型MOS晶體管閘極，接收該預充電控制信號，源極接該參考電壓，汲極接該光二極管的n+極。15.如權利要求1及14所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的臨界電壓為負值時，該參考電壓低于該電壓源電壓與該臨界電壓的加成值。16.如權利要求1及14所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的臨界電壓為正值時，該參考電壓為電源電壓的電位。17.一線陣列影像感測裝置，用于感測一線狀影像，其特征在于包含一掃描移位暫存器；多個呈線狀排列的光偵測器，分別偵測該線狀影像的不同部位；一電容性負載；該多個呈線狀排列的光偵測器，遂一被該掃描移位暫存器啟動，依序輸出對應于該線狀影像的光信號到該電容性負載，當該移位暫存器啟動該光偵測器的一時，也同時將前一個已被啟動的該光偵測器之一重置。18.一面陣列影像感測裝置，用于感測一面狀影像，其特征在于包含多個呈矩陳式排列的光偵測器，分別偵測該面狀影像的不同部位，每一該光偵測器有一行號與列號，同一列的每一該光偵測器有相同的列號，同一行的每一該光偵測器有相同的行號；一垂直(行)數(shù)字掃描移位暫存器Y；一水平(列)數(shù)字掃描移位暫存器X；多個電容性負載型取樣保持放大器，分別對應于該矩陳式排列光偵測器的各行號；一輸出放大器；該行數(shù)字掃描移位暫存器Y逐列啟動該矩陳式排列的光偵測器，被啟動的列之內(nèi)的每一該光偵測器，輸出對應于該面狀影像的光信號到，對應于其行號的該電容性負載型取樣保持放大器，然后該列數(shù)字掃描移位暫存器X，逐一啟動該多個電容性負載型取樣保持放大器，依序輸出一取樣保持信號到該輸出放大器。19.一光偵測器，用以偵測照射光，而發(fā)出隨照射光強度變化的光信號，其特征在于其包含一光二極管，其是n+P架構(gòu)；一第一晶體管連接一電壓源與該光二極管的n+極；一第二晶體管，其閘極連接該光二極管的n+極，其汲極連接該電壓源；一第三晶體管，因應一信號讀出控制信號，將該第二晶體管的源極的信號傳到一輸出電路；該輸出電路包含一取樣保持電容器、一第四晶體管、一第五晶體管、以及一第六晶體管；該第四晶體管因應一電容重置信號，將該取樣保持電容器重置，該第五晶體管用以緩沖放大該取樣保持電容器的信號，該第六晶體管因應一輸出控制信號，將該第五晶體管緩沖放大后的信號輸出。20.如權利要求1所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于更包含一MOS晶體管，其汲極連接該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的源極，其源極連接一指定電位，其閘極接收一重置控制信號，將該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的源極，重置到該指定電位。21.如權利要求20所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該MOS晶體管可以選用N型晶體管、P型晶體管、與傳送閘(transmissiongate)三種晶體管中的任一種。22.如權利要求3所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于更包含一MOS晶體管，其汲極連接該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的源極，其源極連接該預充電開關的第一極，其閘極接收一重置控制信號，將該閘極偏壓型可儲存電荷MOS晶體管的源極，重置到該預充電開關的第一極的電位。23.如權利要求7所述的具有寬廣作業(yè)范圍的CMOS光偵測器，其特征在于其中該轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率，在動態(tài)作業(yè)區(qū)內(nèi)大約為一常數(shù)，而在飽和作業(yè)區(qū)(saturationregion)內(nèi)緩慢變小。全文摘要本發(fā)明提供一新式光偵測器,其特征在于:開始接收照射光就能作業(yè)于動態(tài)區(qū),使發(fā)出的光信號能在很大的范圍內(nèi),線性地追隨照射光。其主要利用一預充電開關,使光二極管接收照射光前,就已有一充電電壓,又配合一臨界電壓可調(diào)整的放大用晶體管,使轉(zhuǎn)移特性曲線可能遍及整個電源電壓允許的作業(yè)范圍,達到超值功效。該預充電開關的預充電作業(yè)又能有效消除前一感光作業(yè)所殘留的光信號電荷,所以更進一步提升光偵測器的性能。文檔編號H01L31/10GK1193174SQ9810115公開日1998年9月16日申請日期1998年4月6日優(yōu)先權日1997年4月7日發(fā)明者陳博正申請人:陳博正