[發明專利]一種超聲波電路及指紋識別傳感器和電子設備

在審

• 申請號: 202010058058.7
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111079719A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張千;陳佳興
• 申請（專利權）人: 成都芯曌科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

1.一種超聲波電路，其特征在于：包括依次電性連接的超聲波收發器、驅動電路和電源電路，其中所述驅動電路包括TFT晶體管M2、TFT晶體管M4及TFT晶體管M5，其中，TFT晶體管M2、TFT晶體管M4及TFT晶體管M5均包括柵極G及第一電極和第二電極，TFT晶體管M2的第一電極與超聲波收發器電性連接形成電氣結點J，TFT晶體管M2的柵極G和TFT晶體管M4的柵極G均與外部的電路連接并接入控制信號，TFT晶體管M2的第二電極和TFT晶體管M5的柵極G實現電性連接形成電氣結點pe，TFT晶體管M5的第一電極、第二電極均與TFT晶體管M4的柵極G進行電性連接，TFT晶體管M4的第二電極輸出采樣電流。

2.如權利要求1所述的超聲波電路，其特征在于：所述超聲波電路還包括電源電路，所述電源電路包括穩壓電源Vi，所述驅動電路還包括TFT晶體管M3，TFT晶體管M3的第一電極與穩壓電源Vi進行電性連接，TFT晶體管M3的第二電極與所述TFT晶體管M4的第一電極電性連接，TFT晶體管M3的柵極G與所述電氣結點pe電性連接。

3.如權利要求2所述的超聲波電路，其特征在于：所述電源電路還包括可調電壓源Dv，所述驅動電路還包括TFT晶體管M1，TFT晶體管M1的第二電極與所述可調電壓源Dv電性連接，所述TFT晶體管M1的第一電極與所述電氣結點J電性連接，TFT晶體管M1的柵極G連接至外部的電路以輸入控制信號。

4.如權利要求3中所述的超聲波電路，其特征在于：當輸入控制信號促使TFT晶體管M1、TFT晶體管M2和TFT晶體管M4都處于導通，所述超聲波電路處于復位/初始化狀態；

當輸入控制信號促使當TFT晶體管M1處于導通，TFT晶體管M2和TFT晶體管M4都處于關閉，可調電壓源Dv的電流流過TFT晶體管M1到達電氣結點J且尚未到達超聲波收發器，所述超聲波電路處于超聲波預發射狀態；

在所述超聲波電路處于超聲波預發射狀態下，可調電壓源Dv的電流到達了超聲波收發器，所述超聲波電路處于超聲波發射狀態。

5.如權利要求4所述的超聲波電路，其特征在于：當輸入控制信號促使TFT晶體管M1處于非飽和時的充電模式，TFT晶體管M2處于導通，TFT晶體管M4處于關閉，可調電壓源Dv的電流流過TFT晶體管M1，通過TFT晶體管M2，尚未到達電氣結點pe，所述超聲波電路處于超聲波預接收狀態；

在所述超聲波電路處于超聲波預接收狀態下，再調整升高可調電壓源Dv的電壓值，可調電壓源Dv的電流到達電氣結點pe給TFT晶體管M5充電，這時電氣結點pe的電壓值逐步升高，所述超聲波電路處于超聲波接收狀態。

6.如權利要求5所述的超聲波電路，其特征在于：在給TFT晶體管M5充電達到預設時間后，依次關閉TFT晶體管M2、TFT晶體管M1，調整Dv電壓值降低到0V，所述超聲波電路處于超聲波預讀取狀態；

在所述超聲波電路處于超聲波預讀取狀態下，當輸入控制信號促使TFT晶體管M4處于導通，此時TFT晶體管M4輸出采樣電流，所述超聲波電路處于超聲波讀取狀態；

當采集和讀取完反射超聲波信號后，上述TFT晶體管M1、M2、M3、M4和M5均恢復初始設置狀態，此時所述超聲波電路處于結束狀態。

7.如權利要求5所述的超聲波電路，其特征在于：所述TFT晶體管M5的充電時間小于50ns。

8.如權利要求1所述的超聲波電路，其特征在于：所述TFT晶體管M5的寄生電容的電容量為0.1Pf-0.5Pf。

9.一種指紋識別傳感器，主要用于進行指紋識別，其特征在于：所述指紋識別傳感器包括如權利要求1-8中任一項所述的超聲波電路、信號發生器及信號采集電路，所述信號發生器與所述驅動電路連接并為其提供輸入控制信號，所述驅動電路分別與所述超聲波收發器、所述信號采集電路電性連接，所述信號采集電路用于采集反饋回來的超聲波發射信號，并根據采樣電流計算獲得指紋信息。

10.一種電子設備，其特征在于：其包括如權利要求9所述指紋識別傳感器和觸控界面，其中所述指紋識別傳感器與觸控界面電性連接。