| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 论文研究背景 | 第11-15页 |
| 1.1.1 细胞检测的意义 | 第11页 |
| 1.1.2 光流体显微镜的意义 | 第11-12页 |
| 1.1.3 CMOS图像传感器在光流体显微镜应用的特点 | 第12-14页 |
| 1.1.4 模数转换器在光流体显微镜中的意义 | 第14-15页 |
| 1.1.5 CMOS图像传感器高集成度在光流体显微镜中的意义 | 第15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.1 CMOS图像传感器在光流体显微镜中的现状 | 第15-16页 |
| 1.2.2 CMOS图像传感器的研究现状 | 第16-17页 |
| 1.2.3 两步式ADC的研究现状 | 第17-18页 |
| 1.2.4 带隙基准和LDO的研究现状 | 第18页 |
| 1.3 本文研究工作和主要创新点 | 第18-21页 |
| 1.3.1 课题来源 | 第18-19页 |
| 1.3.2 课题研究目的和意义 | 第19页 |
| 1.3.3 设计目标 | 第19页 |
| 1.3.4 完成的主要工作 | 第19-21页 |
| 1.4 主要创新点 | 第21-22页 |
| 1.5 论文结构 | 第22-23页 |
| 2 CMOS图像传感器概述 | 第23-43页 |
| 2.1 像素结构 | 第23-28页 |
| 2.1.1 无源像素 | 第24页 |
| 2.1.2 有源像素 | 第24-27页 |
| 2.1.3 数字像素 | 第27-28页 |
| 2.2 处理方式 | 第28-30页 |
| 2.2.1 芯片级 | 第28页 |
| 2.2.2 像素级 | 第28-29页 |
| 2.2.3 列并行 | 第29-30页 |
| 2.3 CMOS图像传感器中的模数转换器 | 第30-35页 |
| 2.3.1 闪烁型模数转换器 | 第31页 |
| 2.3.2 两步式模数转换器 | 第31-32页 |
| 2.3.3 逐次逼近模数转换器 | 第32-33页 |
| 2.3.4 流水线模数转换器 | 第33页 |
| 2.3.5 单斜率模数转换器 | 第33-35页 |
| 2.4 CMOS图像传感器主要参数 | 第35-40页 |
| 2.4.1 CMOS图像传感器性能参数 | 第36页 |
| 2.4.2 ADC性能参数 | 第36-39页 |
| 2.4.3 带隙基准和低压降线性调节器的主要参数 | 第39-40页 |
| 2.5 ADC测试方法 | 第40-41页 |
| 2.5.1 静态测试方法 | 第40页 |
| 2.5.2 动态测试方法 | 第40-41页 |
| 2.6 本章小结 | 第41-43页 |
| 3 列并行两步式ADC研究与设计 | 第43-83页 |
| 3.1 应用背景 | 第43-44页 |
| 3.2 已有基于单斜率的两步式ADC结构 | 第44-47页 |
| 3.2.1 基于多斜坡的单斜率ADC | 第44-46页 |
| 3.2.2 基于逐次逼近的单斜率ADC | 第46-47页 |
| 3.3 基于时间到数字转换的单斜率ADC | 第47-51页 |
| 3.4 采样电容值的选择 | 第51-56页 |
| 3.4.1 上下限确定 | 第52-53页 |
| 3.4.2 采样电容具体值确定 | 第53-56页 |
| 3.5 高低位确定 | 第56-59页 |
| 3.5.1 根据摆幅和精度选择 | 第56-57页 |
| 3.5.2 误差校准 | 第57-59页 |
| 3.6 斜坡发生器的选择 | 第59-63页 |
| 3.7 基于电流舵DAC的斜坡发生器 | 第63-70页 |
| 3.7.1 电流舵分段方式的确定 | 第64-65页 |
| 3.7.2 电流源设计 | 第65-67页 |
| 3.7.3 开关电路的设计 | 第67-68页 |
| 3.7.4 开关电路的设计 | 第68-69页 |
| 3.7.5 输出级电路 | 第69-70页 |
| 3.8 仿真测试及其分析 | 第70-80页 |
| 3.8.1 版图设计 | 第71页 |
| 3.8.2 斜坡发生器仿真结果及分析 | 第71-75页 |
| 3.8.3 测试与分析 | 第75-79页 |
| 3.8.4 性能对比 | 第79-80页 |
| 3.9 本章小结 | 第80-83页 |
| 4 CMOS图像传感器低噪声低功耗设计 | 第83-111页 |
| 4.1 读出电路优化 | 第83-85页 |
| 4.2 相关双采样 | 第85-88页 |
| 4.3 带隙基准 | 第88-93页 |
| 4.3.1 传统的一阶低压带隙基准电压源 | 第88-90页 |
| 4.3.2 传统的具有高阶补偿的低压带隙基准电压源 | 第90-92页 |
| 4.3.3 高阶补偿低压带隙基准电压源优化 | 第92-93页 |
| 4.4 低压降线性调节器 | 第93-96页 |
| 4.4.1 嵌套密勒补偿技术 | 第94-95页 |
| 4.4.2 可变负载的动态密勒补偿技术 | 第95-96页 |
| 4.5 电平转换电路 | 第96-98页 |
| 4.5.1 低电压到高电压转换电路 | 第97页 |
| 4.5.2 高电压到低电压转换电路 | 第97-98页 |
| 4.6 高速动态锁存比较器 | 第98-101页 |
| 4.6.1 比较器失调消除技术 | 第98-101页 |
| 4.7 仿真与测试及其分析 | 第101-109页 |
| 4.7.1 版图设计 | 第103-104页 |
| 4.7.2 系统测试 | 第104-109页 |
| 4.8 本章小结 | 第109-111页 |
| 5 局部对比度提高的非线性CMOS图像传感器研究与设计 | 第111-127页 |
| 5.1 应用背景分析 | 第111-113页 |
| 5.2 非线性CMOS图像传感器 | 第113-115页 |
| 5.3 非线性单斜率ADC设计 | 第115-117页 |
| 5.4 可配置多频率计数器 | 第117-120页 |
| 5.5 转换速度优化 | 第120-122页 |
| 5.5.1 转换时间的最坏情况 | 第120-121页 |
| 5.5.2 基于TDSS的非线性ADC工作原理 | 第121-122页 |
| 5.6 仿真与测试及其分析 | 第122-126页 |
| 5.6.1 版图仿真 | 第122-124页 |
| 5.6.2 微流控细胞采集验证 | 第124-126页 |
| 5.7 本章小结 | 第126-127页 |
| 6 总结与展望 | 第127-131页 |
| 6.1 工作总结 | 第127-129页 |
| 6.1.1 主要完成工作 | 第127-128页 |
| 6.1.2 创新点 | 第128-129页 |
| 6.2 展望 | 第129-131页 |
| 致谢 | 第131-132页 |
| 参考文献 | 第132-141页 |
| 攻读博士学位期间成果 | 第141页 |
