本发明提供了一种低像素尺寸的单光子CMOS图像传感器像素电路，包含淬火电路，模拟计数电路和读出电路，淬火电路一端连接模拟计数电路，模拟计数电路一端连接读出电路。淬火电路含有一个单光子雪崩二极管，淬火电路控制单光子雪崩二极管的工作与关闭并产生脉冲。本发明的单光子CMOS图像传感器像素电路，只使用5个NMOS晶体管和1个单光子雪崩二极管，结构精简，适用于高分辨率的单光子CMOS图像传感器。

为了提供一种更优的低像素尺寸的单光子CMOS图像传感器像素电路，本发明采用的技术方案是：一种低像素尺寸的单光子CMOS图像传感器像素电路，包含淬火电路，模拟计数电路和读出电路，淬火电路一端连接模拟计数电路，模拟计数电路一端连接读出电路。进一步地，所述淬火电路含有一个单光子雪崩二极管和淬火晶体管，所述淬火电路控制单光子雪崩二极管的工作与关闭并产生脉冲。进一步地，在淬火电路里面，单光子雪崩二极管工作在盖革(Geiger)区，也就是单光子雪崩二极管两端电压高于单光子雪崩二极管本身的击穿电压，因此在单光子雪崩二极管内部形成非常高的电场强度，内部有自由电子或者由吸收光子产生的电子空穴对，单光子雪崩二极管会产生非常大的雪崩电流，这一束电流对单光子雪崩二极管的阳极寄生电容充电使得阳极电压上升到某一个电压值，从而导致单光子雪崩二极管本身产生的雪崩电流逐渐减小。进一步地，所述模拟计数电路为产生的脉冲数进行计数并产生相对应的电压值，主要由两个电容之间的电荷共享来实现，具体实施中不断地对其中一个电容置位，然后重复打开关闭开关，使得另一个电容上的容值按照所设定的值改变

本发明涉及集成电路的CMOS图像传感器像素电路和系统框架，适用于低像素尺寸高分辨率的单光子CMOS图像传感器。

近些年来，人们越发频繁地在生命科学中利用荧光的特性来进行研究。除了环境检测、临床医学、DNA测序等应用以外，荧光也可以用作细胞鉴定、流式细胞技术的分类，来揭示细胞内部物质的位置和运动。稳态的荧光显微技术经常应用于细胞分析里面，然而，它对某些基于光强的因素例如激发光源强度的变化、光漂白等等很敏感。并且这种技术很难区分具有相同激发和发射光谱的荧光基团。荧光寿命成像显微技术产生了荧光基团寿命的空间域成像，提供了查看荧光基团的另一个维度的信息。而且荧光寿命对于荧光所处的环境非常敏感，独立于影响荧光强度的诸多因素。

第一发明人：赵晓锦，教授，博士主要研究方向：物联网传感芯片及硬件安全芯片技术，包括：CMOS偏振图像传感系统芯片，气体传感系统芯片，物理不可克隆函数（PUF）芯片，真随机数发生器（TRNG）芯片等教育经历：2005-2010，香港科技大学，电机及电子工程学（哲学博士PhD）2001-2005，北京大学，微电子学（理学学士），数学与应用数学（双学士）研究工作经历：2011-至今，深圳大学，电子与信息工程学院，讲师、副教授2014，欧洲微电子研究中心（IMEC），访问学者2010-2011，香港科技大学，电子与计算机工程学系，博士后副研究员

本发明提供了一种低像素尺寸的单光子CMOS图像传感器像素电路，包含淬火电路，模拟计数电路和读出电路，淬火电路一端连接模拟计数电路，模拟计数电路一端连接读出电路。淬火电路含有一个单光子雪崩二极管，淬火电路控制单光子雪崩二极管的工作与关闭并产生脉冲。本发明的单光子CMOS图像传感器像素电路，只使用5个NMOS晶体管和1个单光子雪崩二极管，结构精简，适用于高分辨率的单光子CMOS图像传感器。

该成果一次性转让，转让价格为20万元以上