[實(shí)用新型]一種基于電荷注入方式的指紋信息檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420074718.0
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN203812253U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程泰毅;趙祥桂
• 申請（專利權(quán)）人: 上海思立微電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 上海晨皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及芯片設(shè)計(jì)，特別涉及一種基于電荷注入方式的指紋信息檢測電路。

背景技術(shù)

對個(gè)人信息進(jìn)行鑒別和識別的生物特征通常是通過生理特征（比如，頭發(fā)、指紋、血液等）來實(shí)現(xiàn)的。在選擇使用何種生理特征時(shí)，會(huì)從不同方面進(jìn)行折中考慮，如生產(chǎn)成本、加工難易程度、可靠性、舒適性等。而在這其中，指紋是最可靠的特征。雖然它的特性獨(dú)具一格，但是在個(gè)人消費(fèi)市場，對指紋的應(yīng)用還不是很成熟，一方面受生產(chǎn)設(shè)計(jì)的影響，另一方面也受高成本因素的限制。

目前，指紋感應(yīng)器件使用的原理主要涉及光學(xué)、集成壓力、電容等。其中，光學(xué)成像的指紋識別單元制約其應(yīng)用的因素是制造出來的體積比較大，并要求表面保持干凈；集成壓力感應(yīng)單元的主要限制因素是非主流技術(shù)帶來的超高成本；而基于電容感應(yīng)單元方式的指紋檢測電路可以很好的規(guī)避前兩種方式的缺點(diǎn)，其一般的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，包含信號輸入單元、復(fù)位單元、放大單元、反饋單元與源跟隨單元。

在圖1中，101為信號輸入單元，102為復(fù)位單元，103為放大單元，104為反饋單元，105為源跟隨單元。

但是，上述電路所占用的芯片面積較大，增加了芯片的成本。

另外，復(fù)位單元產(chǎn)生的時(shí)鐘饋通效應(yīng)與電荷注入效應(yīng)影響電路輸出的電壓信號，即影響指紋檢測的結(jié)果。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于電荷注入方式的指紋信息檢測電路，提高復(fù)位管的利用率，使得電路占用芯片的面積得到減小，節(jié)約芯片的成本；同時(shí)，純化電荷來源。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于電荷注入方式的指紋信息檢測電路，包含放大單元與源跟隨單元；所述放大單元與所述源跟隨單元相連；所述放大單元將接收的信號進(jìn)行放大后輸出至所述源跟隨單元；所述源跟隨單元將接收到的信號進(jìn)行電平平移后輸出第一電壓信號，其中，所述第一電壓信號攜帶檢測的指紋信息；還包含復(fù)位單元、反饋單元；

其中，所述反饋單元在檢測到指紋信息時(shí)將產(chǎn)生的第二電壓信號輸出至所述源跟隨單元；

所述復(fù)位單元與所述反饋單元、所述放大單元均相連；所述反饋單元與所述放大單元相連；所述復(fù)位單元的輸入端用于輸入復(fù)位信號；

所述復(fù)位信號為高電平時(shí)，所述復(fù)位單元內(nèi)置的復(fù)位管導(dǎo)通并存儲(chǔ)電荷，同時(shí)對所述反饋單元進(jìn)行復(fù)位；所述復(fù)位信號由高電平切換為低電平時(shí)，所述復(fù)位管截止，并將存儲(chǔ)的電荷注入至所述反饋單元與所述放大單元；

所述反饋單元接收所述電荷，并在檢測到指紋信息時(shí)將所述第二電壓信號輸出至所述源跟隨單元。

本實(shí)用新型實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，是通過復(fù)位單元內(nèi)置的復(fù)位管產(chǎn)生注入電荷，不需要另外增設(shè)輸入單元來單獨(dú)產(chǎn)生注入電荷。具體地說，本實(shí)用新型中的基于電荷注入方式的指紋信息檢測電路包含放大單元、源跟隨單元、復(fù)位單元與反饋單元；復(fù)位單元與反饋單元、放大單元均相連，反饋單元與放大單元相連，放大單元與源跟隨單元相連，復(fù)位單元的輸入端用于輸入復(fù)位信號；其中，反饋單元在檢測到指紋信息時(shí)將產(chǎn)生的第二電壓信號輸出至源跟隨單元，放大單元將接收的信號進(jìn)行放大后輸出至源跟隨單元，源跟隨單元將接收到的信號進(jìn)行電平平移后輸出第一電壓信號，該第一電壓信號攜帶檢測的指紋信息。關(guān)鍵在于，復(fù)位信號為高電平時(shí)，復(fù)位單元內(nèi)置的復(fù)位管導(dǎo)通，此時(shí)，反饋單元無存儲(chǔ)電荷，即復(fù)位管對反饋單元進(jìn)行復(fù)位；于此同時(shí)，復(fù)位管在導(dǎo)通時(shí)形成一個(gè)平板電容，儲(chǔ)存電荷；而當(dāng)復(fù)位信號由高電平切換為低電平時(shí)，復(fù)位管截止，并將存儲(chǔ)的電荷注入至反饋單元與放大單元；反饋單元接收電荷作為反饋單元儲(chǔ)存的原始電荷，同時(shí)產(chǎn)生原始的第三電壓信號，并且在檢測到指紋信息時(shí)將產(chǎn)生的第二電壓信號輸出至源跟隨單元。本實(shí)用新型正是利用復(fù)位管截止時(shí)將電荷注入反饋單元，而不是另外增設(shè)輸入單元來單獨(dú)產(chǎn)生電荷以注入反饋單元，從而提高復(fù)位管的利用率，使得指紋檢測電路占用芯片的面積得到減小，節(jié)約芯片的成本。另外，在芯片中，復(fù)位單元還可置于反饋單元的下方，使得基于電荷注入方式的指紋信息檢測電路占用芯片的面積得到進(jìn)一步減小，進(jìn)一步節(jié)約芯片成本。同時(shí)，注入反饋單元的電荷全部來自復(fù)位管儲(chǔ)存的電荷，純化了注入到反饋單元的電荷來源。

另外，所述復(fù)位單元包含第一反相器、第二反相器、第三反相器與第一N溝道金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管；

所述第一反相器的輸入端為所述復(fù)位單元的輸入端，輸出端與所述第二反相器的輸入端相連；

所述第二反相器的輸出端與所述第三反相器的輸入端相連；

所述第三反相器的輸出端與所述第一N溝道金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極相連；