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一種傳感器的偏置電壓控制電路的制作方法

文檔序號(hào):6323544閱讀:611來源:國知局
專利名稱:一種傳感器的偏置電壓控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種傳感器的偏置電壓控制電路。
背景技術(shù)
傳感器是一種對(duì)聲、光、電磁場(chǎng)、熱輻射和磁感應(yīng)等敏感的元件,通常有電容,電阻或者二極管的構(gòu)成形式。讀出電路(readout circuit)是傳感器陣列的關(guān)鍵部分之一,其功能是對(duì)傳感器感應(yīng)的微弱光譜輻射進(jìn)行前置處理(如積分、采樣/保持、放大等)以及信號(hào)的串并行轉(zhuǎn)換。參考圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中給傳感器提供偏置電壓的方案,其中放大電路11與傳感器10的負(fù)向端(或正向端)連接,而傳感器10的正向端(或負(fù)向端)與一個(gè)偏置電壓 12連接,通常情況下該偏置電壓不在芯片內(nèi)部產(chǎn)生,而是由芯片外部的電壓源提供。由于傳感器SUB端的偏置電壓在芯片外部產(chǎn)生,而m端連接在芯片內(nèi)部,在芯片上電啟動(dòng)階段, SUB端的外部偏置電壓與芯片內(nèi)部m端的電壓將不能完全同步,即無法保證芯片外部的電壓和芯片內(nèi)部的電壓同步上電,在這種情況下,將很可能造成傳感器兩端的電壓差過大,而如果傳感器兩端電壓差過大,傳感器將燒毀。因此,目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是如何能夠創(chuàng)新地提出一種傳感器的偏置電壓控制電路,用以使傳感器兩端的電壓差在上電啟動(dòng)階段維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘褐祪?nèi),避免上電啟動(dòng)階段傳感器的損毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種傳感器的偏置電壓控制電路,用以使傳感器兩端的電壓差在上電啟動(dòng)階段維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘褐祪?nèi),避免上電啟動(dòng)階段傳感器的損毀。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明實(shí)施例公開了一種傳感器的偏置電壓控制電路, 包括與傳感器一端連接的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,用于向傳感器的一端輸出基準(zhǔn)偏置電壓;與傳感器另一端連接的受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,用于根據(jù)上電控制單元的控制,向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;所述相關(guān)偏置電壓與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-IV——+0. 5V之間;與所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元連接的上電控制單元,用于在上電啟動(dòng)階段控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元輸出所述與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出與傳感器斷開。優(yōu)選的,所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元具有相同結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元、受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和上電控制單元均設(shè)置在芯片內(nèi)部。優(yōu)選的,所述上電控制單元在上電啟動(dòng)階段輸出第一控制信號(hào),在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后輸出第二控制信號(hào);所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元依據(jù)所述第一控制信號(hào)向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,依據(jù)所述第二控制信號(hào)使所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出處于高阻狀態(tài)。優(yōu)選的,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元包括連接在電源電壓VDD與地之間的電流源(It)和晶體管(Mt),電流源(It)流過二極管連接的晶體管(Mt),通過晶體管(Mt)的柵極向傳感器的一端(SUB)輸出基準(zhǔn)偏置電壓;所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元包括連接在電源電壓VDD與地之間的電流源(Il)和晶體管(Ml),以及,連接在電流源(Il)輸出端及晶體管(Ml)柵極的開關(guān);當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí), 電流源(Il)流過二極管連接的晶體管(Ml),通過晶體管(Ml)的柵極向傳感器的另一端 (Ni)輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;當(dāng)所述開關(guān)斷開時(shí),斷開晶體管(Ml)與傳感器的另一端(Ni)的連接,傳感器的另一端(Ni)處于高阻狀態(tài)。優(yōu)選的,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中電流源(It)的電流值,為受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中電流源(Il)的電流值的η倍;其中,所述η為大于10的正整數(shù)。優(yōu)選的,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元所連接的傳感器一端(SUB)的電容(Ct),為受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元所連接的傳感器另一端(Ni)的電容(Cs)的η倍;其中,所述η為大于10的正整數(shù)。優(yōu)選的,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中晶體管(Mt)的寬長比,為受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中晶體管(Ml)的寬長比的η倍;其中,所述η為大于10的正整數(shù)。優(yōu)選的,所述上電控制單元中包括計(jì)時(shí)器、上電復(fù)位電路和邏輯控制模塊,所述上電復(fù)位電路用于在上電時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)控制計(jì)時(shí)器,所述計(jì)時(shí)器用于按照預(yù)定時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí);所述邏輯控制單元用于在計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)至計(jì)時(shí)結(jié)束前,產(chǎn)生第一控制信號(hào);以及,在計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)后,產(chǎn)生第二控制信號(hào)。優(yōu)選的,所述第一控制信號(hào)為高電平,所述第二控制信號(hào)為低電平;或者,所述第一控制信號(hào)為低電平,所述第二控制信號(hào)為高電平。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過在傳感器的一端設(shè)置基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,以向傳感器輸出基準(zhǔn)偏置電壓, 在傳感器的另一端設(shè)置受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,以在上電控制單元的控制下,在上電啟動(dòng)階段向傳感器的另一端輸出與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓(與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-IV——+0. 5V之間),上電控制單元還用于在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出與傳感器斷開。本發(fā)明可以使得上電啟動(dòng)階段傳感器兩端的電壓差維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘褐祪?nèi),從而避免系統(tǒng)整個(gè)上電啟動(dòng)階段的傳感器損毀。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中讀出電路中給傳感器提供偏置電壓的電路圖;圖2是本發(fā)明的一種傳感器的偏置電壓控制電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖;圖3是本發(fā)明的一種讀出電路芯片實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖;圖4是本發(fā)明上電啟動(dòng)階段關(guān)鍵信號(hào)的時(shí)序圖;圖5是本發(fā)明的一種基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和受控基準(zhǔn)生產(chǎn)單元的具體示例的結(jié)構(gòu)圖6是本發(fā)明的一種上電控制單元的具體示例的結(jié)構(gòu)圖;圖7是本發(fā)明的一種示例中傳感器兩端SUB和m以及控制信號(hào)Cl的輸出波形。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。現(xiàn)有技術(shù)中,當(dāng)讀出電路或者外部偏置電壓源上電時(shí),因?yàn)樽x出電路芯片內(nèi)部的電壓的上電時(shí)序,與芯片外部偏置電壓源的上電時(shí)序不能完全同步,極易造成傳感器兩端的電壓差超出傳感器偏置允許的范圍而將傳感器損毀。針對(duì)此問題,本專利發(fā)明人提出了一種創(chuàng)新的傳感器的偏置電壓控制電路實(shí)現(xiàn)方案,該方案的核心構(gòu)思之一在于,在傳感器的一端設(shè)置基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,以向傳感器輸出基準(zhǔn)偏置電壓,在傳感器的另一端設(shè)置受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,以在上電控制單元的控制下,在上電啟動(dòng)階段向傳感器的另一端輸出與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓(與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-IV—+0. 5V之間),上電控制單元還用于在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出與傳感器斷開。本發(fā)明可以使得上電啟動(dòng)階段傳感器兩端的電壓差維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘褐祪?nèi),從而避免系統(tǒng)整個(gè)上電啟動(dòng)階段的傳感器損毀。參考圖2,示出了本發(fā)明的一種傳感器的偏置電壓控制電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖,具體可以包括與傳感器21的SUB端連接的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元20,用于向傳感器21的SUB端輸出基準(zhǔn)偏置電壓;與傳感器21的m端連接的受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元22,用于根據(jù)上電控制單元23的控制,向傳感器21的m端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;所述相關(guān)偏置電壓與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-IV—+0. 5V之間;與所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元22連接的上電控制單元23,用于在上電啟動(dòng)階段控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元22輸出所述與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元22的輸出與傳感器21斷開。在上電啟動(dòng)階段,基準(zhǔn)產(chǎn)生單元輸出一個(gè)從低到高的電壓,在芯片正常工作時(shí),基準(zhǔn)產(chǎn)生單元給傳感器提供正向端(或者負(fù)向端)的偏置電壓。為了控制上電啟動(dòng)階段傳感器的SUB端和m端之間的電壓差在一個(gè)小的范圍內(nèi),在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中,可以將SUB端電壓的產(chǎn)生內(nèi)置,即SUB端的電壓不通過外置方法得到,而是通過電路內(nèi)部的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元得到,SUB端電壓可以為傳感器的正向端(或負(fù)向端)提供偏置電壓。在將本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于芯片中,可以將所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元、受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和上電控制單元設(shè)置在芯片內(nèi)部。在實(shí)際中,所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元具有相同結(jié)構(gòu)。例如,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元可以由連接在電源電壓VDD與地之間的電流源和晶體管組成,在這種結(jié)構(gòu)中,電流源流過二極管連接的晶體管,在晶體管的柵極得到輸出電壓SUB ;所述受控基準(zhǔn)生產(chǎn)單元也可以由連接在電源電壓VDD與地之間的電流源和晶體管組成,在這種結(jié)構(gòu)中,電流源流過二極管連接的晶體管,在晶體管的柵極產(chǎn)生輸出電壓m。所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元可以采用較小比例的與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元相同結(jié)構(gòu)的元器件。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員采用任一種受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的電路設(shè)計(jì)方式均是可行的,只需要保證受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元可以向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓差值在-IV——+0. 5V之間的相關(guān)偏置電壓,本發(fā)明對(duì)此無需加以限制。在上電啟動(dòng)階段,上電控制單元輸出第一控制信號(hào),根據(jù)實(shí)際情況,這個(gè)第一控制信號(hào)可以是高電平,也可以是低電平,該第一控制信號(hào)將受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中的基準(zhǔn)產(chǎn)生功能開啟,受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元給傳感器的負(fù)向端(或者正向端)提供偏置電壓。因?yàn)槭芸鼗鶞?zhǔn)產(chǎn)生單元與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元具有相同結(jié)構(gòu),故受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中的基準(zhǔn)產(chǎn)生方式與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中的基準(zhǔn)產(chǎn)生方式一致,這樣就保證了在上電階段,受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的電壓以同樣的斜率上升,即保證受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元可以向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓差值在-IV——+0.5V之間的相關(guān)偏置電壓。在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,上電控制單元輸出第二控制信號(hào),根據(jù)實(shí)際情況,這個(gè)第二控制信號(hào)可以是低電平, 也可以是高電平,即當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)為高電平時(shí),該第二控制信號(hào)為低電平;或者,當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)為低電平時(shí),第二控制信號(hào)為高電平;該第二控制信號(hào)控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出處于高阻狀態(tài),從而使得受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元與傳感器的負(fù)向端(或者正向端)斷開。為了保證上電啟動(dòng)階段傳感器兩端的電壓差維持在傳感器正常工作的偏置范圍內(nèi),應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例,在電源上電啟動(dòng)階段,基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓需要與受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓以近似相等的斜率上升,并且其電壓差值保持在在-IV和+0. 5V之間的較小范圍內(nèi),在電源上電結(jié)束后(上電啟動(dòng)階段還未結(jié)束),基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓與受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓的差值持續(xù)維持在一個(gè)較小的范圍內(nèi),從而保證傳感器不會(huì)因?yàn)閮啥穗妷翰畛龇秶鴵p毀。在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出將不再影響傳感器負(fù)向端(或者正向端)的電位,受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出處于高阻狀態(tài)。參考圖3,示出了本發(fā)明的一種讀出電路芯片實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖,具體可以包括傳感器31;放大電路32;與傳感器31的SUB端連接的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元33,用于向傳感器31的SUB端輸出基準(zhǔn)偏置電壓;連接在傳感器31的m端與放大電路32之間的受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元34,用于根據(jù)上電控制單元35的控制,向傳感器31的m端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;所述相關(guān)偏置電壓與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-IV——+0. 5V之間;與所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元34連接的上電控制單元35,用于在上電啟動(dòng)階段控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元34輸出所述與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出與傳感器31斷開。參考圖4所示的上電啟動(dòng)階段關(guān)鍵信號(hào)的時(shí)序圖。在電源上電啟動(dòng)階段,當(dāng)電源上升達(dá)到一個(gè)電壓閾值范圍(能夠控制計(jì)時(shí)器工作的電壓)時(shí),上電控制單元開始計(jì)時(shí),一般而言,計(jì)時(shí)器的時(shí)間依據(jù)實(shí)際中最慢的上電時(shí)間設(shè)定,在上電控制單元計(jì)時(shí)結(jié)束前,上電控制單元的控制信號(hào)Cl輸出為高電平,Cl控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓的差值維持在較小的范圍內(nèi)。當(dāng)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí),進(jìn)入放大電路正常工作階段時(shí),上電控制單元的控制信號(hào)Cl信號(hào)變?yōu)榈碗娖?,Cl控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出處于高阻狀態(tài),同理地,Ni, N2. . . Nm端不再受受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元輸出端的控制。
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明,參考圖5,示出了本發(fā)明的一種基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和受控基準(zhǔn)生產(chǎn)單元的具體示例的結(jié)構(gòu)圖。其中,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元51包括連接在電源電壓VDD與地之間的電流源It和晶體管Mt,電流源It流過二極管連接的晶體管Mt,通過晶體管Mt的柵極向傳感器50的SUB端輸出基準(zhǔn)偏置電壓;所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元52包括連接在電源電壓VDD與地之間的電流源Il和晶體管M1,以及,連接在電流源Il輸出端及晶體管Ml柵極的開關(guān);當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),電流源 Il流過二極管連接的晶體管M1,通過晶體管Ml的柵極向傳感器的m端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;當(dāng)所述開關(guān)斷開時(shí),斷開晶體管Mi與傳感器50的m端的連接,傳感器的m端處于高阻狀態(tài)。在放大電路單元正常工作時(shí),SUB端必須提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓,所以電流源It的電流一般設(shè)計(jì)的較大,而且晶體管Mt的W/L的值(晶體管Mt的寬與長的比值)也設(shè)計(jì)的較大,這樣當(dāng)傳感器從SUB端抽取電流時(shí),SUB端電壓能夠基本保持恒定。而電流源Il只需要在上電啟動(dòng)階段工作,因此電流源Il的電流值設(shè)計(jì)的較小。在實(shí)際中,It/11 =η,η為大于10的正整數(shù),而且η = Ct/Cs,其中Ct為SUB端電容,Cs為附端電容,在上電啟動(dòng)階段,因?yàn)殡娏鱅t與Il的比例和Ct與Cs的比例相等,所以SUB上升的斜率和m上升的斜率近似相等。同時(shí)晶體管Mt的W/L與晶體管Ml的W/L的比也為n,這樣就可以保證當(dāng)Cl 控制開關(guān)斷開時(shí),Mt的柵極電壓與Ml的柵極電壓近似相等。這樣就保證了在整個(gè)上電啟動(dòng)過程中,SUB端電壓與m端電壓的差值維持在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。當(dāng)Cl控制開關(guān)斷開時(shí), W端處于高阻狀態(tài),傳感器負(fù)向端(或者正向端)的電壓不再受晶體管Ml柵極的控制。參考圖6,示出了本發(fā)明的一種上電控制單元的具體示例的結(jié)構(gòu)圖。其中包括一個(gè)計(jì)時(shí)器61 (或者是一個(gè)延遲模塊),一個(gè)上電復(fù)位電路62和一個(gè)邏輯控制模塊63。上電復(fù)位電路用于在芯片上電階段產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)去控制計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)器61 (或者延遲模塊) 用于在復(fù)位信號(hào)控制后,計(jì)時(shí)一段時(shí)間,保證芯片上電階段能夠在該計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)結(jié)束后,系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。所述邏輯控制單元63用于在計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)至計(jì)時(shí)結(jié)束前,產(chǎn)生第一控制信號(hào);以及,在計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)后,產(chǎn)生第二的控制信號(hào)。在具體實(shí)現(xiàn)中,所述第一控制信號(hào)為高電平,所述第二控制信號(hào)為低電平;或者,所述第一控制信號(hào)為低電平,所述第二控制信號(hào)為高電平。當(dāng)然,上述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元、受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元、上電控制單元的結(jié)構(gòu)亦僅僅用作示例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需求采用任一相應(yīng)結(jié)構(gòu)都是可行的,本發(fā)明對(duì)此無需加以限制。參考圖7,示出了傳感器兩端SUB和m以及控制信號(hào)Cl的輸出波形。如圖所示, 采用本發(fā)明實(shí)施例后,傳感器兩端電壓SUB和m同步上升,使傳感器兩端的電壓基本保持恒定,避免了上電啟動(dòng)階段傳感器因其兩端電壓差大而燒壞。本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種傳感器的偏置電壓控制電路進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想, 在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,包括與傳感器一端連接的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,用于向傳感器的一端輸出基準(zhǔn)偏置電壓;與傳感器另一端連接的受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,用于根據(jù)上電控制單元的控制,向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;所述相關(guān)偏置電壓與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-IV——+0. 5V之間;與所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元連接的上電控制單元,用于在上電啟動(dòng)階段控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元輸出所述與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出與傳感器斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元與基準(zhǔn)產(chǎn)生單元具有相同結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元、 受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和上電控制單元均設(shè)置在芯片內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述上電控制單元在上電啟動(dòng)階段輸出第一控制信號(hào),在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后輸出第二控制信號(hào);所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元依據(jù)所述第一控制信號(hào)向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,依據(jù)所述第二控制信號(hào)使所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出處于高阻狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元包括連接在電源電壓VDD與地之間的電流源(It)和晶體管(Mt),電流源(It)流過二極管連接的晶體管(Mt),通過晶體管(Mt)的柵極向傳感器的一端(SUB)輸出基準(zhǔn)偏置電壓;所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元包括連接在電源電壓VDD與地之間的電流源(Il)和晶體管 (Ml),以及,連接在電流源(Il)輸出端及晶體管(Ml)柵極的開關(guān);當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),電流源(Il)流過二極管連接的晶體管(Ml),通過晶體管(Ml)的柵極向傳感器的另一端(Ni)輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;當(dāng)所述開關(guān)斷開時(shí),斷開晶體管(Ml)與傳感器的另一端(Ni)的連接,傳感器的另一端(Ni)處于高阻狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中電流源(It)的電流值,為受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中電流源(Il)的電流值的η倍;其中,所述 η為大于10的正整數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元所連接的傳感器一端(SUB)的電容(Ct),為受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元所連接的傳感器另一端(Ni) 的電容(Cs)的η倍;其中,所述η為大于10的正整數(shù)。
8.如權(quán)利要求5所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中晶體管(Mt)的寬長比,為受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元中晶體管(Ml)的寬長比的η倍;其中,所述 η為大于10的正整數(shù)。
9.如權(quán)利要求4所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述上電控制單元中包括計(jì)時(shí)器、上電復(fù)位電路和邏輯控制模塊,所述上電復(fù)位電路用于在上電時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)控制計(jì)時(shí)器,所述計(jì)時(shí)器用于按照預(yù)定時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí);所述邏輯控制單元用于在計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)至計(jì)時(shí)結(jié)束前,產(chǎn)生第一控制信號(hào);以及,在計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)后,產(chǎn)生第二控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的傳感器的偏置電壓控制電路,其特征在于,所述第一控制信號(hào)為高電平,所述第二控制信號(hào)為低電平;或者,所述第一控制信號(hào)為低電平,所述第二控制信號(hào)為高電平。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傳感器的偏置電壓控制電路,包括與傳感器一端連接的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,用于向傳感器的一端輸出基準(zhǔn)偏置電壓;與傳感器另一端連接的受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元,用于根據(jù)上電控制單元的控制,向傳感器的另一端輸出與所述基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;所述相關(guān)偏置電壓與基準(zhǔn)偏置電壓的電壓差在-1V~+0.5V之間;與所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元連接的上電控制單元,用于在上電啟動(dòng)階段控制受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元輸出所述與基準(zhǔn)偏置電壓相關(guān)的偏置電壓;以及,在上電啟動(dòng)階段結(jié)束后,控制所述受控基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出與傳感器斷開。本發(fā)明可以使傳感器兩端的電壓差在上電啟動(dòng)階段維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘褐祪?nèi),避免上電啟動(dòng)階段傳感器的損毀。
文檔編號(hào)G05F1/10GK102541128SQ201010610738
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者成俊, 榮磊 申請(qǐng)人:北京立博信榮科技有限公司
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