[實用新型]一種電容傳感器線性度的提高電路

有效

• 申請號: 201920836904.6
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN210141869U
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 陶憲博
• 申請（專利權）人: 蘇州市乙木電子科技有限公司
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24;G06K9/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王凱

本實用新型一種電容傳感器線性度的提高電路，所述電路包含有電壓緩沖器一M1、電壓緩沖器二M2、電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器四M4，上述電壓緩沖器四M4、電壓緩沖器一M1、電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器二M2依次串聯在高電平Vdd和接地端Vss之間，電壓緩沖器四M4通過一電平移位器與輸入信號相連接，所述電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器二M2之間的連接點處與一同輸出負載電流相等的電流源相連接。本實用新型一種電容傳感器線性度的提高電路，流過電壓緩沖器一M1的電流不受輸出電流源影響保持Ibias。

技術領域

本實用新型涉及一種用于提高電容傳感器的線性度的電路。

背景技術

目前，在電容傳感器中，輸入電容在前端轉換成電壓信號后緩沖輸入至后續電路，如PGA(可編程增益放大器)和ADC(模數轉換器)。在許多應用中，數據信號的線性非常重要。比如，當智能手機顯示屏厚度增加后，除了需要最大化的靈敏度，電容傳感器的線性度要求也需要盡量滿足以適應后續數字處理；當時線性度越高，指紋接受的錯誤接受率(FAR)就越低，錯誤識別率(FRR)也就是越低。

電壓緩沖器在線性度的提高中起著重要作用，在指紋電容傳感器的例子中：線性失真是由于傳感器內部的電壓緩沖器事實上不可能處于理想狀態，或者可能由于多路選擇器(MUX)輸出端后續連接的緩沖器，這些這信號相關的緩沖器均不可能處于理想狀態。

現有技術中，典型的電壓緩沖器為如圖1所示的MOS源跟隨器，電壓緩沖器一M1是常規的漏源跟隨器NMOS晶體管，電壓緩沖器二M2和電壓緩沖器三M3是偏壓電壓緩沖器一M1的電流源；CL是輸出負載電容。

一方面，受限于電壓緩沖器一M1的輸出阻抗，電壓緩沖器一M1在輸出端的的源跟隨功能會遭到失真，尤其是在短溝道效應下將會失真更嚴重；另一方面，負載電流iL改變了電壓緩沖器一M1，它會導致信號失真，降低緩沖器的線性度。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種有效提高電容傳感器線性度的電路。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種電容傳感器線性度的提高電路，所述電路包含有電壓緩沖器一M1、電壓緩沖器二M2、電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器四M4，上述電壓緩沖器四M4、電壓緩沖器一M1、電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器二M2依次串聯在高電平Vdd和接地端Vss之間，電壓緩沖器四M4通過一電平移位器與輸入信號相連接，所述電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器二M2之間的連接點處與一同輸出負載電流相等的電流源相連接。

本實用新型一種電容傳感器線性度的提高電路，輸出端和接地端VSS之間連接有輸出電容CL。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過電壓緩沖器四的引入，且導入鏡像電流，從而使得流過電壓緩沖器一的電流不受輸出電流源影響保持在Ibias，提高了線性度。

附圖說明

圖1為常規的電容傳感器線性度提高電路的電路圖。

圖2為本實用新型一種電容傳感器線性度提高電路的電路圖。

具體實施方式

本實用新型涉及的一種電容傳感器線性度的提高電路，所述電路包含有電壓緩沖器一M1、電壓緩沖器二M2、電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器四M4，上述電壓緩沖器四M4、電壓緩沖器一M1、電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器二M2依次串聯在高電平Vdd和接地端Vss之間，電壓緩沖器四M4通過一電平移位器與輸入信號相連接，從而使得無論輸入端IN的輸入信號如何變化，均能夠使電壓緩沖器一M1的VDS(漏源電壓)變化保持不變或變化極小；有效地提高了電壓緩沖器一M1的輸出阻抗；

同時，所述電壓緩沖器三M3和電壓緩沖器二M2之間的連接點處與一同輸出負載電流相等的電流源相連接；