(57)【要約】【課題】電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性を高める。【解決手段】バイアス電圧を発生させるバイアス電圧発生装置は、電源端子とバイアス電圧発生点Ｎとを結ぶ配線に挿設されている抵抗素子Ｒｆｕｓｅと、電源端子に標準電圧が印加されたときに電源端子とバイアス電圧発生点Ｎとを結ぶ配線に標準電流を流し、電源端子に標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに電源端子とバイアス電圧発生点Ｎとを結ぶ配線に標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流を流す電流源ユニットＣＳとを備える。【選択図】図１
2008154005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電圧を発生させるバイアス電圧発生装置であって、
電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に挿設されているバイアス電圧発生用の抵抗素子と、
前記電源端子に標準電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に標準電流を流し、前記電源端子に前記標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に前記標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流を流す電流源ユニットと
を備えることを特徴とするバイアス電圧発生装置。
【請求項２】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してソース用端子に接続されている電界効果トランジスタと、
前記電源端子に印加されている電圧を抵抗分圧する抵抗分圧回路とを備え、
前記電界効果トランジスタのゲートには前記抵抗分圧回路により得られた電圧が印加され、
前記ソース用端子には前記電源端子に印加されている電圧と逆極性の電圧が印加されていること
を特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧発生装置。
【請求項３】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してソース用端子に接続され、ゲートがグラウンド端子に接続されている電界効果トランジスタを備え、
前記ソース用端子には前記電源端子に印加されている電圧と逆極性の電圧が印加されていること
を特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧発生装置。
【請求項４】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してグラウンド端子に接続され、ゲートが前記グラウンド端子に接続されている、デプレッション型の電界効果トランジスタを備えること
を特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧発生装置。
【請求項５】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してグラウンド端子に接続されている電界効果トランジスタと、
前記電源端子に印加されている電圧を抵抗分圧する抵抗分圧回路と、
前記抵抗分圧回路により得られた電圧が低いほど高い電圧を発生させるインバータ回路とを備え、
前記電界効果トランジスタのゲートには前記インバータ回路により発生された電圧が印加されていること
を特徴とする請求項１に記載のバイアス電圧発生装置。
【請求項６】
受光量に応じた電荷を保持する浮遊拡散層と、
前記浮遊拡散層と電源端子とを結ぶ配線に挿設されているリセットトランジスタと、
前記リセットトランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を発生させるバイアス電圧発生装置とを備え、
前記バイアス電圧発生装置は、
前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に挿設されているバイアス電圧発生用の抵抗素子と、
前記電源端子に標準電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に標準電流を流し、前記電源端子に前記標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に前記標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流を流す電流源ユニットとを備えること
を特徴とする固体撮像素子。
【請求項７】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してソース用端子に接続されている電界効果トランジスタと、
前記電源端子に印加されている電圧を抵抗分圧する抵抗分圧回路とを備え、
前記電界効果トランジスタのゲートには前記抵抗分圧回路により得られた電圧が印加され、
前記ソース用端子には前記電源端子に印加されている電圧と逆極性の電圧が印加されていること
を特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してソース用端子に接続され、ゲートがグラウンド端子に接続されている電界効果トランジスタを備え、
前記ソース用端子には前記電源端子に印加されている電圧と逆極性の電圧が印加されていること
を特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してグラウンド端子に接続され、ゲートが前記グラウンド端子に接続されている、デプレッション型の電界効果トランジスタを備えること
を特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記電流源ユニットは、
ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してグラウンド端子に接続されている電界効果トランジスタと、
前記電源端子に印加されている電圧を抵抗分圧する抵抗分圧回路と、
前記抵抗分圧回路により得られた電圧が低いほど高い電圧を発生させるインバータ回路とを備え、
前記電界効果トランジスタのゲートには前記インバータ回路により発生された電圧が印加されていること
を特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアス電圧発生装置及び固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子は、デジタルカメラ、車載カメラ、監視カメラなどに広く利用されてきている。
図９は、固体撮像素子の概略構成を示す図である。
固体撮像素子１０は、フォトダイオード１１、垂直転送部１２、水平転送部１３、浮遊拡散層１４、出力アンプ１５、リセットトランジスタ１６及びバイアス電圧発生装置１７を備えている。フォトダイオード１１で生成された電荷は、垂直転送部１２及び水平転送部１３を介して浮遊拡散層１４に転送される。浮遊拡散層１４に転送された電荷は、出力アンプ１５により電圧信号として検出されてから、リセットトランジスタ１６及び電源端子を介して電源に排出される。
【０００３】
バイアス電圧発生装置１７は、抵抗分圧回路１８（図１０及び図１１に詳細な構成を示す。）を備え、電源電圧ＶＤＤを抵抗Ｒ１及びＲ２で抵抗分圧することによりバイアス電圧ＶＲＬ（＝（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×ＶＤＤ）を得る（例えば、特許文献１参照。）。リセットゲート端子から容量を介して入力されたリセットゲートパルスφＲＧは、バイアス電圧ＶＲＬによりバイアスされてリセットトランジスタ１６のゲートに印加される。
【０００４】
図１２は、固体撮像素子の浮遊拡散層周辺の電位を示す図である。
浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔは、電源電圧ＶＤＤと、リセットゲートパルスφＲＧがローレベル（ＶＲＬ）のときのリセットトランジスタ１６のチャネル電位Ψ（ＶＲＬ）との差分により定められる。
【特許文献１】特開２００２−２３１８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固体撮像素子の電源電圧ＶＤＤの標準電圧は、一般的に１２Ｖ乃至１５Ｖ程度であり、±０．５Ｖ程度の公差が認められている。浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔは電源電圧ＶＤＤに依存するので、電源電圧ＶＤＤが公差の範囲で変動したときに飽和電圧Ｖｓａｔも変動する。固体撮像素子の仕様によっては、浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔはダイナミックレンジの上限を規定する場合があり、このような場合、固体撮像素子の動作を保証するため、浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔの変動を極力抑制するのが望ましい。浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔは、上述のように電源電圧ＶＤＤとチャネル電位Ψ（ＶＲＬ）との差分により定められる。したがって浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔの変動を抑制するには、電源電圧ＶＤＤの変動に対するバイアス電圧ＶＲＬの追従性を高めて、電源電圧ＶＤＤの変動とバイアス電圧ＶＲＬの変動とが同程度になるようにすればよいと考えられる。より正確には、電源電圧ＶＤＤの変動ΔＶＤＤとチャネル電位Ψ（ＶＲＬ）の変動ΔΨ（ＶＲＬ）とが同程度になることが望ましく、実際ΔΨ（ＶＲＬ）は、ＶＲＬの変動ΔＶＲＬの８０％程度であるが、バイアス電圧ＶＲＬの変動ΔＶＲＬは、ΔＶＤＤの（ΔＶＲＬ／ΔΨ（ＶＲＬ））倍程度であることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたバイアス電圧発生装置では、電源電圧ＶＤＤを抵抗分圧することによりバイアス電圧ＶＲＬを得ているため、電源電圧ＶＤＤの変動に対するバイアス電圧ＶＲＬの追従性を高めることができない。例えば、電源電圧ＶＤＤが標準電圧から公差の最大値ΔＶだけ低下したとき、バイアス電圧ＶＲＬはΔＶの分圧比分（（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×ΔＶ）だけしか低下しない。なお、この課題は、固体撮像素子に搭載されるバイアス電圧発生装置だけでなく、あらゆるバイアス電圧発生装置に共通している。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、電源電圧ＶＤＤの変動に対するバイアス電圧ＶＲＬの追従性を高くすることができるバイアス電圧発生装置及び固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るバイアス電圧発生装置は、バイアス電圧を発生させるバイアス電圧発生装置であって、電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に挿設されているバイアス電圧発生用の抵抗素子と、前記電源端子に標準電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に標準電流を流し、前記電源端子に前記標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に前記標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流を流す電流源ユニットとを備える。
【０００９】
本発明に係る固体撮像素子は、受光量に応じた電荷を保持する浮遊拡散層と、前記浮遊拡散層と電源端子とを結ぶ配線に挿設されているリセットトランジスタと、前記リセットトランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を発生させるバイアス電圧発生装置とを備え、前記バイアス電圧発生装置は、前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に挿設されているバイアス電圧発生用の抵抗素子と、前記電源端子に標準電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に標準電流を流し、前記電源端子に前記標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに前記電源端子とバイアス電圧発生点とを結ぶ配線に前記標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流を流す電流源ユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、バイアス電圧発生点に発生するバイアス電圧は、バイアス電圧発生用の抵抗素子に誘起される誘起電圧と電源端子に印加される電源電圧とで定まる。バイアス電圧発生用の抵抗素子に流れる電流の変動率は電源電圧の変動率よりも小さいので、誘起電圧の変動は電源電圧の変動よりも小さい。したがって電源電圧の変動がバイアス電圧の変動の主要因となり、電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性を高くすることができる。なおバイアス電圧発生用の抵抗素子に流れる電流の変動率がゼロであれば、電源電圧が変動した分だけバイアス電圧が変動するので、電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が最も高くなる。
【００１１】
また、前記電流源ユニットは、ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してソース用端子に接続されている電界効果トランジスタと、前記電源端子に印加されている電圧を抵抗分圧する抵抗分圧回路とを備え、前記電界効果トランジスタのゲートには前記抵抗分圧回路により得られた電圧が印加され、前記ソース用端子には前記電源端子に印加されている電圧と逆極性の電圧が印加されていることとしてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、ソース抵抗用の抵抗素子を備えているため、電界効果トランジスタに流れる電流の変動を抑制することができる。さらに、ソース用端子には電源電圧と逆極性の電圧が印加されているので、ソース抵抗の抵抗値を比較的大きくすることができ、その結果、電界効果トランジスタに流れる電流の変動を抑制する効果を高めることができる。
【００１３】
また、前記電流源ユニットは、ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してソース用端子に接続され、ゲートがグラウンド端子に接続されている電界効果トランジスタを備え、前記ソース用端子には前記電源端子に印加されている電圧と逆極性の電圧が印加されていることとしてもよい。
上記構成によれば、ソース抵抗用の抵抗素子を備えているため、電界効果トランジスタに流れる電流の変動を抑制することができる。さらに、電界効果トランジスタのゲートがグラウンド端子に接続されているので、電界効果トランジスタのゲートソース間の電圧を比較的安定させることができ、その結果、電界効果トランジスタに流れる電流の変動を抑制する効果を高めることができる。
【００１４】
また、前記電流源ユニットは、ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してグラウンド端子に接続され、ゲートが前記グラウンド端子に接続されている、デプレッション型の電界効果トランジスタを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、ソース抵抗用の抵抗素子を備えているため、電界効果トランジスタに流れる電流の変動を抑制することができる。さらに、デプレッション型の電界効果トランジスタを用い、ゲート及びソースをグラウンド端子に接続しているため、電源電圧と逆極性の電圧を用意する必要がない。したがって電源電圧と逆極性の電圧が変動することによる電流の変動を考慮しなくてもよく、電流源ユニットを容易に設計することができる。
【００１５】
また、前記電流源ユニットは、ドレインが前記バイアス電圧発生点に接続され、ソースがソース抵抗用の抵抗素子を介してグラウンド端子に接続されている電界効果トランジスタと、前記電源端子に印加されている電圧を抵抗分圧する抵抗分圧回路と、前記抵抗分圧回路により得られた電圧が低いほど高い電圧を発生させるインバータ回路とを備え、前記電界効果トランジスタのゲートには前記インバータ回路により発生された電圧が印加されていることとしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、ソース抵抗用の抵抗素子を備えているため、電界効果トランジスタに流れる電流の変動を抑制することができる。さらに、インバータ回路を用いて電界効果トランジスタのゲートに印加する電圧を発生させているため、電界効果トランジスタのソースをグラウンド端子に接続した場合でも、電界効果トランジスタのゲートソース間に必要な電圧を確保することができる。この場合、電源電圧と逆極性の電圧を用意する必要がなくなるので、電源電圧と逆極性の電圧が変動することによる電流の変動を考慮しなくてもよく、電流源ユニットを容易に設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る固体撮像素子は、図９に示す固体撮像素子と比較すれば、バイアス電圧発生装置の構成のみが異なる。以下、バイアス電圧発生装置の構成のみについて説明し、これ以外の構成については説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【００１８】
バイアス電圧発生装置は、主な構成として、抵抗素子Ｒｆｕｓｅと、電流源ユニットＣＳとを備えている。
抵抗素子Ｒｆｕｓｅは、電源端子とバイアス電圧発生点Ｎとの間に直列に接続された抵抗素子Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄからなる。抵抗素子Ｒｂの両端はヒューズ素子を介して短絡されている。抵抗素子Ｒｃ、Ｒｄについても同様である。これらのヒューズ素子が選択的に切断されることにより、抵抗素子Ｒｆｕｓｅの抵抗値が適宜調整される。
【００１９】
電流源ユニットＣＳは、ＭＯＳ型のトランジスタＭ１、抵抗素子Ｒｓ及び抵抗分圧回路からなる。トランジスタＭ１のドレインはバイアス電圧発生点Ｎに接続され、ソースは抵抗素子Ｒｓを介してソース用端子に接続されている。抵抗分圧回路は、電源端子とグラウンド端子との間に直列に接続された抵抗素子Ｒ１、Ｒ２で抵抗分圧する。トランジスタＭ１のゲートには、抵抗分圧回路により得られた電圧ＶＬＧが印加される。
【００２０】
抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓ、Ｒ１、Ｒ２及びトランジスタＭ１の電気的特性は、電源端子に標準電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流が流れ、電源端子に標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流が流れるように、それぞれ設定されている。
【００２１】
発明者らは、実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置の回路構成で、具体的に抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓ、Ｒ１、Ｒ２及びトランジスタＭ１の電気的特性を設定し、電源電圧が変動したときのバイアス電圧の変動を調べた。その結果、実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置は従来技術に係るバイアス電圧発生装置に比べて電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が高いことが判明した。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
ここでは、電源端子に印加される電源電圧ＶＤＤの標準電圧を１２Ｖ、ソース用端子に印加される負電源電圧ＶＬの標準電圧を−６Ｖとしている。また抵抗素子Ｒｆｕｓｅの抵抗値をバイアス電圧ＶＲＬが５．５Ｖ程度になるように設定し、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の抵抗比をＲ１：Ｒ２≒４：１、抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓの抵抗比をＲｆｕｓｅ：Ｒｓ≒１：２となるように設定している。
【００２３】
図２に示すグラフでは、横軸に電源電圧ＶＤＤをとり、縦軸にバイアス電圧ＶＲＬをとっている。したがって、グラフの傾きが電源電圧ＶＤＤの変動に対するバイアス電圧ＶＲＬの変動を示し、グラフの傾きが１に近づくほど電源電圧ＶＤＤの変動に対するバイアス電圧ＶＲＬの追従性が高いことを意味する。
図２によれば、実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．７６であるのに対し、従来技術に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．４７である。これから、実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置は従来技術に係るバイアス電圧発生装置に比べて電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が高いことがわかる。
【００２４】
このように、実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置は、電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が高いので、電源電圧の変動に伴う浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔの変動を極力抑制することができる。その結果、浮遊拡散層１４における飽和電圧Ｖｓａｔが固体撮像素子のダイナミックレンジの上限を規定するような場合に、ダイナミックレンジの狭小化を防止することができる。
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【００２５】
バイアス電圧発生装置は、主な構成として、抵抗素子Ｒｆｕｓｅと、電流源ユニットＣＳとを備えている。
抵抗素子Ｒｆｕｓｅの構成は実施の形態１と同様である。
電流源ユニットＣＳは、ＭＯＳ型のトランジスタＭ１、抵抗素子Ｒｓからなる。トランジスタＭ１のドレインはバイアス電圧発生点Ｎに接続され、ソースは抵抗素子Ｒｓを介してソース用端子に接続され、ゲートはグラウンド端子に接続されている。
【００２６】
実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置では、トランジスタＭ１のゲートがグラウンド端子に接続されているので、トランジスタＭ１のゲートソース間の電圧を比較的安定化させることができ、その結果、トランジスタＭ１に流れる電流の変動を抑制する効果を高めることができる。
抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓ及びトランジスタＭ１の電気的特性は、電源端子に標準電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流が流れ、電源端子に標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流が流れるように、それぞれ設定されている。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
ここでは、電源端子に印加される電源電圧ＶＤＤの標準電圧を１２Ｖ、ソース用端子に印加される負電源電圧ＶＬの標準電圧を−６Ｖとしている。また抵抗素子Ｒｆｕｓｅの抵抗値をバイアス電圧ＶＲＬが５．５Ｖ程度になるように設定し、抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓの抵抗比をＲｆｕｓｅ：Ｒｓ≒１：１となるように設定している。
【００２８】
図４によれば、実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．８６であるのに対し、従来技術に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．４７である。これから、実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置は従来技術に係るバイアス電圧発生装置に比べて電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が高いことがわかる。
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【００２９】
バイアス電圧発生装置は、主な構成として、抵抗素子Ｒｆｕｓｅと、電流源ユニットＣＳとを備えている。
抵抗素子Ｒｆｕｓｅの構成は実施の形態１と同様である。
電流源ユニットＣＳは、ＭＯＳ型のトランジスタＭ１、抵抗素子Ｒｓからなる。トランジスタＭ１のドレインはバイアス電圧発生点Ｎに接続され、ソースは抵抗素子Ｒｓを介してグラウンド端子に接続され、ゲートはグラウンド端子に接続されている。ここでトランジスタＭ１はデプレッション型である。
【００３０】
実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置では、デプレッション型のトランジスタＭ１を用い、ゲート及びソースをグラウンド端子に接続しているため、負電源電圧ＶＬを用意する必要がない。したがって負電源電圧ＶＬの変動の影響を考慮しなくてよいという利点がある。
抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓ及びトランジスタＭ１の電気的特性は、電源端子に標準電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流が流れ、電源端子に標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流が流れるように、それぞれ設定されている。
【００３１】
図６は、本発明の実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
ここでは、電源端子に印加される電源電圧ＶＤＤの標準電圧を１２Ｖとしている。また抵抗素子Ｒｆｕｓｅの抵抗値をバイアス電圧ＶＲＬが５．５Ｖ程度になるように設定し、抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓの抵抗比をＲｆｕｓｅ：Ｒｓ≒４：１となるように設定している。
【００３２】
図６によれば、実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．８７であるのに対し、従来技術に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．４７である。これから、実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置は従来技術に係るバイアス電圧発生装置に比べて電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が高いことがわかる。
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【００３３】
バイアス電圧発生装置は、主な構成として、抵抗素子Ｒｆｕｓｅと、電流源ユニットＣＳとを備えている。
抵抗素子Ｒｆｕｓｅの構成は実施の形態１と同様である。
電流源ユニットＣＳは、ＭＯＳ型のトランジスタＭ１、抵抗素子Ｒｓ、抵抗分圧回路及びインバータ回路からなる。トランジスタＭ１のドレインはバイアス電圧発生点Ｎに接続され、ソースは抵抗素子Ｒｓを介してグラウンド端子に接続されている。抵抗分圧回路は、電源端子とグラウンド端子との間に直列に接続された抵抗素子Ｒ１、Ｒ２で抵抗分圧する。インバータ回路は、電源端子とグラウンド端子との間に直列に接続された抵抗素子Ｒ３、ＭＯＳ型のトランジスタＭ２及び抵抗素子Ｒ４からなり、トランジスタＭ２のゲートには、抵抗分圧回路により得られた電圧Ｖ１が印加される。これによりインバータ回路は抵抗分圧回路により得られた電圧Ｖ１が低いほど高い電圧ＶＬＧを発生させることができる。トランジスタＭ１のゲートには、インバータ回路により発生された電圧ＶＬＧが印加される。
【００３４】
実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置では、インバータ回路を用いてトランジスタＭ１のゲートに印加する電圧を発生させているため、トランジスタＭ１のソースをグラウンド端子に接続したとしても、トランジスタＭ１のゲートソース間に必要な電圧を確保することができる。したがって負電源電圧ＶＬを用意する必要がなく、負電源電圧ＶＬの変動の影響を考慮しなくてよいという利点がある。さらに、実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置と比べると、実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置は、トランジスタＭ１をデプレッション型にする必要がないので、製造工程を削減することができるという利点を有する。
【００３５】
抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びトランジスタＭ１の電気的特性は、電源端子に標準電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流が流れ、電源端子に標準電圧から第１の変動率だけ変動した電圧が印加されたときに抵抗素子Ｒｆｕｓｅに標準電流から第１の変動率よりも小さな第２の変動率だけ変動した電流が流れるように、それぞれ設定されている。
【００３６】
図８は、本発明の実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
ここでは、電源端子に印加される電源電圧ＶＤＤの標準電圧を１２Ｖとしている。また抵抗素子Ｒｆｕｓｅの抵抗値をバイアス電圧ＶＲＬが５．５Ｖ程度になるように設定し、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２の抵抗比をＲ１：Ｒ２≒４：１、抵抗素子Ｒ３、Ｒ４の抵抗比をＲ３：Ｒ４≒１０：１、抵抗素子Ｒｆｕｓｅ、Ｒｓの抵抗比をＲｆｕｓｅ：Ｒｓ≒２．５：１となるように設定している。
【００３７】
図８によれば、実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．８５であるのに対し、従来技術に係るバイアス電圧発生装置では、グラフの傾きが０．４７である。これから、実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置は従来技術に係るバイアス電圧発生装置に比べて電源電圧の変動に対するバイアス電圧の追従性が高いことがわかる。
【００３８】
以上、本発明に係るバイアス電圧発生装置及び固体撮像素子について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態ではｎ型のトランジスタを用いているが、本発明はこれに限らず、ｐ型のトランジスタを用いても構わない。
（２）実施の形態では抵抗素子を用いているが、本発明はこれに限らず、ダイオード接続したトランジスタを代用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、例えば、デジタルカメラ等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係るバイアス電圧発生装置のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】固体撮像素子の概略構成を示す図である。
【図１０】従来技術に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【図１１】従来技術に係るバイアス電圧発生装置の回路構成を示す図である。
【図１２】固体撮像素子の浮遊拡散層周辺の電位を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    固体撮像素子
１１    フォトダイオード
１２    垂直転送部
１３    水平転送部
１４    浮遊拡散層
１５    出力アンプ
１６    リセットトランジスタ
１７    バイアス電圧発生装置
１８    抵抗分圧回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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