[實用新型]一種紅外線接收電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821125526.2
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN208675243U
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 朱吉涵;莫冰;蘇奎任;郭建平
• 申請（專利權）人: 思力科（深圳）電子科技有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所 44298
• 代理人: 陳巍巍

本實用新型涉及電子產(chǎn)品技術領域，公開了一種紅外線接收電路，包括：紅外線感應二極管和紅外接收芯片，所述紅外線感應二極管與紅外接收芯片的輸入端連接，所述紅外接收芯片上設置有襯底隔離結構，所述襯底隔離結構的一端與紅外接收芯片的輸入端連接，所述襯底隔離結構的另一端與所述紅外接收芯片的氧化層和外延層連接，以消除所述氧化層和外延層與所述紅外接收芯片上元器件產(chǎn)生的寄生電容；通過在芯片輸入端口金屬走線區(qū)域添加襯底隔離結構，使原本存在的從帶通濾波器到芯片輸入端口的電容耦合通路被打斷，從而消除了原本存在的從帶通濾波器到芯片輸入端口的回踢干擾，進而實現(xiàn)了提高紅外線信號接收系統(tǒng)的靈敏度。

技術領域

本實用新型涉及電子產(chǎn)品技術領域，尤其涉及一種紅外線接收電路。

背景技術

現(xiàn)有的傳統(tǒng)紅外線信號接收系統(tǒng)，包含芯片內(nèi)部系統(tǒng)以及芯片外部紅外線感應二極管，紅外線感應二極管可接收包含有用信息的紅外線載波信號并且將其轉(zhuǎn)換為電流信號輸入到芯片輸入端。輸入電流信號在芯片內(nèi)部通過電流/電壓轉(zhuǎn)換器(I/V converter)轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后經(jīng)過預放大器(Pre-amp)與增益可變放大器(VGA)進行放大，然后通過帶通濾波器(BPF)進行濾波，再通過比較器(comparator)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過積分器(integrator)將載波中有用信號還原出來，最后經(jīng)過施密特觸發(fā)器(schmitttrigger)整型并且輸出到芯片輸出端口(OUT)。該系統(tǒng)中自動增益控制模塊(AGC)可以讀取比較器的輸出的數(shù)字信號并且判斷該信號為有用信號還是環(huán)境光干擾噪聲，并且基于該判斷控制增益可變放大器(VGA)的增益，使噪聲被抑制而有用信號可以被放大輸出。該系統(tǒng)從帶通濾波器(BPF)的輸出端到芯片的輸入端(IN)不可避免的通過襯底耦合作用存在寄生電容耦合通路，該通路會將放大后的強信號回踢(kickback)到輸入端，造成輸入端信號失真，減弱系統(tǒng)靈敏度指標。

由于存在芯片內(nèi)部回踢干擾，該傳統(tǒng)紅外線信號接收芯片的靈敏度上線存在瓶頸，無法實現(xiàn)更高的靈敏度。芯片內(nèi)部的所有金屬走線，都不可避免的對芯片襯底(substrate，即芯片外延層，硅片本征摻雜濃度部分)存在寄生電容。由于芯片的襯底為高阻特性，可以認為芯片襯底為一個懸空的電氣連接節(jié)點。當芯片內(nèi)部A點對襯底存在寄生電容，同時芯片內(nèi)部B點也對襯底存在寄生電容，就會出現(xiàn)一條從A點到B點的電容耦合通路。紅外線接收芯片的輸入端(In)需用通過綁定線(wirebond)與紅外接收二極管進行連接，那么輸入端(In)就需要在芯片內(nèi)部連接綁定焊盤(PAD)，一般而言焊盤面積約為65um*65um，這會產(chǎn)生大約500fF左右的寄生電容，同時In端還需要連接電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，以及預先放大器輸入端，這都會為In端引入額外寄生電容。紅外線信號接收芯片為了實現(xiàn)高靈敏度，內(nèi)部的電壓放大鏈路總增益(從輸入IN端到帶通濾波器輸出端的增益)可以達到80dB(10000倍)甚至更大，而紅外線信號接收芯片的芯片面積由相對較小，也就是說在芯片內(nèi)部相對較短的距離內(nèi)同時存在強弱相差達到80dB的兩個信號，那么強信號(帶通濾波器的輸出信號)會通過襯底寄生電容回踢到輸入端影響輸入端的弱信號，導致輸入信號波形失真，進而降低紅外接收系統(tǒng)的靈敏度，限制紅外接收系統(tǒng)靈敏度性能的進一步提高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的主要目的在于提出一種紅外線接收電路，通過在芯片輸入端口金屬走線區(qū)域添加襯底隔離結構，使原本存在的從帶通濾波器到芯片輸入端口的電容耦合通路被打斷，從而消除了原本存在的從帶通濾波器到芯片輸入端口的回踢干擾，進而實現(xiàn)了提高紅外線信號接收系統(tǒng)的靈敏度。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的一種紅外線接收電路，包括：紅外線感應二極管和紅外接收芯片，所述紅外線感應二極管與紅外接收芯片的輸入端連接，所述紅外接收芯片上設置有襯底隔離結構，所述襯底隔離結構的一端與紅外接收芯片的輸入端連接，所述襯底隔離結構的另一端與所述紅外接收芯片的氧化層和外延層連接，以消除所述氧化層和外延層與所述紅外接收芯片上元器件產(chǎn)生的寄生電容。