一種指紋采集電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路，包括：耦合電極、N*M個感應(yīng)電極所組成的感應(yīng)電極陣列、與N*M個感應(yīng)電極對應(yīng)連接的N*M路像素PIXEL電路、與N*M個像素PIXEL電路中的M列PIXEL電路連接的M路偏置和可編程增益放大器PGA電路、與M路偏置和PGA電路的輸出端連接的ADC。本發(fā)明實(shí)施例有利于抵消電路失配和低頻閃爍噪聲，具有較小的輸出噪聲。
【專利說明】
一種指紋采集電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及指紋采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種指紋采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體指紋采集傳感器由采集前端電路、信號處理電路組成。
[0003]目前半導(dǎo)體指紋采集電路多通過測量手指與采集電極間電容大小反映指紋圖形，由于該電容非常小(小于0.5fF)，故信號很容易被電路噪聲所煙沒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種指紋采集電路，以期提出一種低功耗和低噪聲的指紋采集電路。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路，包括:
[0006]耦合電極，所述耦合電極用于將脈沖信號Vdr耦合到用戶手指，其中，所述耦合電極例如可以是金屬驅(qū)動環(huán)，該金屬驅(qū)動環(huán)連接脈沖發(fā)生器或具有脈沖信號輸出功能的控制芯片的脈沖信號輸出端口；
[0007]由N*M個感應(yīng)電極所組成的感應(yīng)電極陣列，N為所述感應(yīng)電極陣列的行數(shù)，M為所述感應(yīng)電極陣列的列數(shù)，N、M為正整數(shù)；
[0008]與所述N*M個感應(yīng)電極對應(yīng)連接的N*M路像素PIXEL電路，所述PIXEL電路包括與門邏輯電路、開關(guān)S、原點(diǎn)PH開關(guān)、零號MOS管ΡΜ0、寄生電容Cp，所述與門邏輯電路的第一輸入端和第二輸入端用于分別接入所述感應(yīng)電極陣列的行選使能信號和列選使能信號，所述與門邏輯電路的信號輸出端連接所述開關(guān)S的控制信號輸入端，所述開關(guān)S的第一端用于連接電流源IS的輸出端，所述開關(guān)S的第二端連接所述PMO的源極，所述PMO的柵極連接對應(yīng)的感應(yīng)電極的第一端、所述PH開關(guān)的第一端以及所述Cp的第一端，所述PH開關(guān)的第二端連接參考電壓源的正極，所述Cp的第二端、所述PMO的漏極以及所述參考電壓源的負(fù)極接地；
[0009]與所述N*M個像素PIXEL電路中的M列PIXEL電路連接的M路偏置和可編程增益放大器PGA電路，所述偏置和PGA電路的輸入端連接對應(yīng)的一列PIXEL電路中的N個開關(guān)S的第一端，所述偏置和PGA電路包括電流源IS、K級開關(guān)電容放大電路，K為正整數(shù)，其中，所述電流源IS的輸出端和所述K級開關(guān)電容放大電路中的一級開關(guān)電容放大電路的輸入端組成所述偏置和PGA電路的輸入端，所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容、一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路，所述一級第一電容的第一端為所述一級開關(guān)電容放大電路的輸入端，所述一級第一電容的第二端連接所述一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路的第一端，所述一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路的第二端用于連接二級開關(guān)電容放大電路或模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC;
[0010]通過多路復(fù)用電路與所述M路偏置和PGA電路的輸出端連接的所述ADC。
[0011]對應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供的指紋采集電路的工作原理為:
[0012]PMO與電流源IS形成源極跟隨電路，源極跟隨電路的輸出端連接K級開關(guān)電容放大電路；
[0013]當(dāng)用戶手指接觸所述感應(yīng)電極陣列時，脈沖信號通過手指與感應(yīng)電極間的電容Cf耦合到對應(yīng)的PIXEL電路；
[0014]PH開關(guān)打開時，感應(yīng)電極和對應(yīng)的寄生電容Cp被置為參考電壓源的參考電壓VREF ；
[0015]PH開關(guān)關(guān)閉時，感應(yīng)電極保持參考電壓VREF，接著脈沖信號Vdr發(fā)生階躍，感應(yīng)電極的電壓也隨之改變，變化量為:A V = Vdr*Cf /(Cp+Cf);
[0016]若源極跟隨電路的交流增益為I，則其輸出變化量為ΔV，該變化量Δ V與PMO的門限電壓Vth無關(guān)，也與PMO的低頻噪聲無關(guān)；
[0017]接著，M路偏置和可編程增益放大器PGA電路中的串聯(lián)的第一電容被短路，運(yùn)放失配和低頻噪聲被存儲在第一電容中，而運(yùn)放輸出都等于參考電壓VREF(不考慮開關(guān)注入效應(yīng))，當(dāng)電流源IS的電壓發(fā)生變化時，開關(guān)電容放大電路只響應(yīng)其變化，輸出為:
[0018]Vout
[0019]= VREF+ Δ V*(CiI電容值/Cf I電容值)*(Ci2電容值/Cf 2電容值)
[0020]= VREF+Vdr* (Cf電容值* (K個第一電容的電容值乘積))/ ((Cp電容值+Cf電容值)*(K個第二電容的電容值乘積))；
[0021]根據(jù)上式可以看出，電路失配和低頻閃爍噪聲被抵消，因而該指紋采集電路具有較小的輸出噪聲。
[0022]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述K級開關(guān)電容放大電路包括所述一級開關(guān)電容放大電路和二級開關(guān)電容放大電路；
[0023]所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容Cil，一級第二電容Cf!，一級開關(guān)PHDl，以及一級運(yùn)算放大器，所述二級開關(guān)電容放大電路包括二級第一電容Ci2，二級第二電容Cf2，以及二級運(yùn)算放大器；
[0024]所述Cil的第一端連接所述電流源IS的輸出端，所述Ci2的第二端連接所述一級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述Cfl的第一端和所述開關(guān)PHDl的第一端，所述Cfl的第二端、所述開關(guān)PHDl的第二端和所述運(yùn)算放大器的輸出端連接所述Ci2的第一端，所述Ci2的第二端連接所述Cf2的第一端、所述開關(guān)PHD2的第一端以及所述二級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述Cf2的第二端、所述PHD2的第二端以及所述二級運(yùn)算放大器的輸出端連接所述ADC，所述一級運(yùn)算放大器和所述二級運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述參考電壓源的正極。
[0025]對應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供的指紋采集電路的工作原理為:
[0026]PMO與電流源IS形成源極跟隨電路，源極跟隨電路的輸出端連接K級開關(guān)電容放大電路；
[0027]當(dāng)用戶手指接觸所述感應(yīng)電極陣列時，脈沖信號通過手指與感應(yīng)電極間的電容Cf耦合到對應(yīng)的PIXEL電路；
[0028]PH開關(guān)打開時，感應(yīng)電極和對應(yīng)的寄生電容Cp被置為參考電壓源的參考電壓VREF ；
[0029]PH開關(guān)關(guān)閉時，感應(yīng)電極保持參考電壓VREF，接著脈沖信號Vdr發(fā)生階躍，感應(yīng)電極的電壓也隨之改變，變化量為:A V = Vdr*Cf電容值/(Cp電容值+Cf電容值)；
[0030]若源極跟隨電路的交流增益為I，則其輸出變化量為ΔV，該變化量Δ V與PMO的門限電壓Vth無關(guān)，也與PMO的低頻噪聲無關(guān)；
[0031]接著，開關(guān)PHD2先于開關(guān)PHDl打開，開關(guān)PHDl先于開關(guān)PH打開，當(dāng)開關(guān)PHDl和開關(guān)PHD2打開時，運(yùn)放失配和低頻噪聲被存儲在Cil和Ci2上面，而運(yùn)放輸出都等于參考電壓VREF(不考慮開關(guān)注入效應(yīng))，當(dāng)電流源IS的電壓發(fā)生變化時，開關(guān)電容放大電路只響應(yīng)其變化，輸出為(假設(shè)K為2):
[0032]Vout
[0033]= VREF+ Δ V*(CiI電容值/Cf I電容值)*(Ci2電容值/Cf 2電容值)
[0034]= VREF+Vdr* (Cf電容值*Ci I電容值*Ci 2電容值)/ ((Cp電容值+Cf電容值)*Cfl電容值*Cf2電容值)；
[0035]根據(jù)上式可以看出，電路失配和低頻閃爍噪聲被抵消，因而該指紋采集電路具有較小的輸出噪聲。
[0036]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電流源IS包括一號MOS管PMl和二號MOS管PM2，且所述PMl的源極連接高電平，所述PMl的漏極連接所述PM2的源極，所述PM2的漏極連接所述PMO的源極，所述PMl的柵極和所述PM2的柵極用于接入驅(qū)動電壓信號。
[0037]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述K級開關(guān)電容放大電路包括所述一級開關(guān)電容放大電路和二級開關(guān)電容放大電路；
[0038]所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容Cil，一級第二電容Cf!，一級開關(guān)PHDI，三號MOS管PM3、四號MOS管PM4以及零號NPN型MOS管NMO，所述二級開關(guān)電容放大電路包括二級第一電容Ci2，二級第二電容Cf2，以及二級運(yùn)算放大器；
[0039]所述Cil的第一端連接所述電流源IS的輸出端，所述Ci2的第二端連接所述一級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述Cfl的第一端、所述開關(guān)PHDl的第一端和所述NMO的柵極；
[0040]所述PM3和所述PM4的柵極用于接入驅(qū)動電壓信號;所述PM3的源極連接高電平，所述PM3的漏極連接所述PM4的源極，所述PM4的漏極、所述Cfl的第二端、所述PHDl的第二端以及所述NMO的漏極連接所述Ci2的第一端;所述NMO的源極接地；
[0041]所述Ci2的第二端連接所述Cf2的第一端、所述開關(guān)PHD2的第一端以及所述二級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述二級運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述參考電流源的正輸入端，所述Cf2的第二端、所述開關(guān)PHD2的第二端以及所述二級運(yùn)算放大器的輸出端連接所述ADC0
[0042]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述PMO的寬長比遠(yuǎn)大于所述PMl的寬長比；(以抑制電流源電路的熱噪聲)
[0043]所述二級運(yùn)算放大器為單端放大器；
[0044 ]所述NMO的寬長比大于所述PM3的寬長比。(以抑制偏置電路的噪聲)
[0045]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述脈沖信號Vdr電平大于等于3.3V，且小于等于20V。
[0046]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述感應(yīng)電極的表面積大于或等于1600um2o
[0047]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述感應(yīng)電極陣列中的相鄰感應(yīng)電極之間的中心間距為50um。
[0048]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述感應(yīng)電極陣列的分辨率為508DPI。
[0049]結(jié)合第一方面，在一些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述M的值為8。
【附圖說明】
[0050]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0051 ]圖1.1是本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖1.2是本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路中的PIXEL電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖1.3本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路中的偏置和PGA電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖1.4本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路中的單個PIXEL電路與單個偏置和PGA電路的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0055]圖1.5本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路的開關(guān)PHDl、開關(guān)PHD2、開關(guān)PH與信號Vdr之間的時序圖；
[0056]圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種圖1所示的指紋采集電路的K級開關(guān)電容放大電路的可選電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0058]請參閱圖1.1、圖1.2、圖1.3及圖1.4，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種指紋采集電路，如圖1.1至圖1.4所示，本指紋采集電路包括:
[0059]耦合電極，所述耦合電極用于將脈沖信號Vdr耦合到用戶手指，其中，所述耦合電極例如可以是金屬驅(qū)動環(huán)，該金屬驅(qū)動環(huán)連接脈沖發(fā)生器或具有脈沖信號輸出功能的控制芯片的脈沖信號輸出端口；
[0060 ]由N*M個感應(yīng)電極所組成的感應(yīng)電極陣列，N為所述感應(yīng)電極陣列的行數(shù)，M為所述感應(yīng)電極陣列的列數(shù)，N、M為正整數(shù)；
[0061 ] 與所述N*M個感應(yīng)電極對應(yīng)連接的N*M路像素PIXEL電路，所述PIXEL電路包括與門邏輯電路、開關(guān)S、原點(diǎn)PH開關(guān)、零號MOS管ΡΜ0、寄生電容Cp，所述與門邏輯電路的第一輸入端和第二輸入端用于分別接入所述感應(yīng)電極陣列的行選使能信號和列選使能信號，所述與門邏輯電路的信號輸出端連接所述開關(guān)S的控制信號輸入端，所述開關(guān)S的第一端用于連接電流源IS的輸出端，所述開關(guān)S的第二端連接所述PMO的源極，所述PMO的柵極連接對應(yīng)的感應(yīng)電極的第一端、所述PH開關(guān)的第一端以及所述Cp的第一端，所述PH開關(guān)的第二端連接參考電壓源的正極，所述Cp的第二端、所述PMO的漏極以及所述參考電壓源的負(fù)極接地；
[0062]與所述N*M個像素PIXEL電路中的M列PIXEL電路連接的M路偏置和可編程增益放大器PGA電路，所述偏置和PGA電路的輸入端連接對應(yīng)的一列PIXEL電路中的N個開關(guān)S的第一端，所述偏置和PGA電路包括電流源IS、K級開關(guān)電容放大電路，K為正整數(shù)，其中，所述電流源IS的輸出端和所述K級開關(guān)電容放大電路中的一級開關(guān)電容放大電路的輸入端組成所述偏置和PGA電路的輸入端，所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容、一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路，所述一級第一電容的第一端為所述一級開關(guān)電容放大電路的輸入端，所述一級第一電容的第二端連接所述一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路的第一端，所述一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路的第二端用于連接二級開關(guān)電容放大電路或模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC;
[0063]通過多路復(fù)用電路與所述M路偏置和PGA電路的輸出端連接的所述ADC。
[0064]對應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供的指紋采集電路的工作原理為:
[0065]PMO與電流源IS形成源極跟隨電路，源極跟隨電路的輸出端連接K級開關(guān)電容放大電路；
[0066]當(dāng)用戶手指接觸所述感應(yīng)電極陣列時，脈沖信號通過手指與感應(yīng)電極形成手指電容Cf并耦合到對應(yīng)的像素PIXEL電路；
[0067]PH開關(guān)打開時，感應(yīng)電極和對應(yīng)的寄生電容Cp被置為參考電壓源的參考電壓VREF ；
[0068]PH開關(guān)關(guān)閉時，感應(yīng)電極保持參考電壓VREF，接著脈沖信號Vdr發(fā)生階躍，感應(yīng)電極的電壓也隨之改變，變化量為:
[0069]Δ V = Vdr*Cf電容值/(Cp電容值+Cf電容值)；
[0070]源極跟隨電路的交流增益預(yù)置為I，則其輸出變化量為ΔV，該變化量Δ V與PMO的門限電壓Vth無關(guān)，也與PMO的低頻噪聲無關(guān)；
[0071]接著，開關(guān)PHDl和開關(guān)PHD2打開時，運(yùn)放失配和低頻噪聲被存儲在K級開關(guān)電容放大電路對應(yīng)的K個第一電容中，而運(yùn)放輸出都等于參考電壓VREF(不考慮開關(guān)注入效應(yīng))，當(dāng)電流源IS的電壓發(fā)生變化時，開關(guān)電容放大電路只響應(yīng)其變化，輸出為:
[0072]Vout
[0073]= VREF+ Δ V* (Ci I電容值/Cf I電容值)* (Ci2電容值/Cf 2電容值)
[0074]= VREF+Vdr* (Cf電容值* (K個第一電容的電容值乘積))/ ((Cp電容值+Cf電容值)*(K個第二電容的電容值乘積))；
[0075]根據(jù)上式可以看出，電路失配和低頻閃爍噪聲被抵消，因而該指紋采集電路具有較小的輸出噪聲。
[0076]進(jìn)一步地，請參閱圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開的一種圖1所示的指紋采集電路的K級開關(guān)電容放大電路的可選電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本指紋采集電路中:
[0077]所述K級開關(guān)電容放大電路包括所述一級開關(guān)電容放大電路和二級開關(guān)電容放大電路；
[0078]所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容Cil，一級第二電容Cf!，一級開關(guān)PHDl，以及一級運(yùn)算放大器，所述二級開關(guān)電容放大電路包括二級第一電容Ci2，二級第二電容Cf2，以及二級運(yùn)算放大器；
[0079]所述Cil的第一端連接所述電流源IS的輸出端，所述Ci2的第二端連接所述一級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述Cfl的第一端和所述開關(guān)PHDl的第一端，所述Cfl的第二端、所述開關(guān)PHDl的第二端和所述運(yùn)算放大器的輸出端連接所述Ci2的第一端，所述Ci2的第二端連接所述Cf2的第一端、所述開關(guān)PHD2的第一端以及所述二級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述Cf2的第二端、所述PHD2的第二端以及所述二級運(yùn)算放大器的輸出端連接所述ADC，所述一級運(yùn)算放大器和所述二級運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述參考電壓源的正極。
[0080]對應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供的指紋采集電路的工作原理為:
[0081]PMO與電流源IS形成源極跟隨電路，源極跟隨電路的輸出端連接K級開關(guān)電容放大電路；
[0082]當(dāng)用戶手指接觸所述感應(yīng)電極陣列時，脈沖信號通過手指與感應(yīng)電極間的電容Cf耦合到對應(yīng)的PIXEL電路；
[0083]PH開關(guān)打開時，感應(yīng)電極和對應(yīng)的寄生電容Cp被置為參考電壓源的參考電壓VREF ；
[0084]PH開關(guān)關(guān)閉時，感應(yīng)電極保持參考電壓VREF，接著脈沖信號Vdr發(fā)生階躍，感應(yīng)電極的電壓也隨之改變，變化量為:A V = Vdr*Cf /(Cp+Cf);
[0085]源極跟隨電路的交流增益為I，因而其輸出變化量為Δ V，該變化量Δ V與PMO的門限電壓Vth無關(guān)，也與PMO的低頻噪聲無關(guān)；
[0086]接著，開關(guān)PHD2先于開關(guān)PHDl打開，開關(guān)PHDl先于開關(guān)PH打開，開關(guān)PHDl、開關(guān)PHD2以及開關(guān)PH和Vdr的時序如圖1.5所示，當(dāng)開關(guān)PHDl和開關(guān)PHD2打開時，運(yùn)放失配和低頻噪聲被存儲在Cil和Ci2上面，而運(yùn)放輸出都等于參考電壓VREF(不考慮開關(guān)注入效應(yīng))，當(dāng)電流源IS的電壓發(fā)生變化時，開關(guān)電容放大電路只響應(yīng)其變化，輸出為:
[0087]Vout
[0088]=VREF+AV*(Cil電容值/^€1電容值)*(以2電容值/^€2電容值)
[0089 ] = VREF+Vdr* (Cf電容值*Ci I電容值*Ci 2電容值)/ ((Cp電容值+Cf電容值)*Cfl電容值*Cf2電容值)；
[0090]根據(jù)上式可以看出，電路失配和低頻閃爍噪聲被抵消，因而該指紋采集電路具有較小的輸出噪聲。
[0091]可選的，請參閱圖2，圖2是本發(fā)明第三實(shí)施例公開的一種圖1所示指紋采集電路中的電流源IS的可選電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示:
[0092]所述電流源IS包括一號MOS管PMl和二號MOS管PM2，且所述PMl的源極連接高電平，所述PMl的漏極連接所述PM2的源極，所述PM2的漏極連接所述PMO的源極，所述PMl的柵極和所述PM2的柵極用于接入驅(qū)動電壓信號。
[0093]可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述K級開關(guān)電容放大電路包括所述一級開關(guān)電容放大電路和二級開關(guān)電容放大電路；
[0094]所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容Cil，一級第二電容Cf!，一級開關(guān)PHDI，三號MOS管PM3、四號MOS管PM4以及零號NPN型MOS管NMO，所述二級開關(guān)電容放大電路包括二級第一電容Ci2，二級第二電容Cf2，以及二級運(yùn)算放大器；
[0095]所述Cil的第一端連接所述電流源IS的輸出端，所述Ci2的第二端連接所述一級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述Cfl的第一端、所述開關(guān)PHDl的第一端和所述NMO的柵極；
[0096]所述PM3和所述PM4的柵極用于接入驅(qū)動電壓信號;所述PM3的源極連接高電平，所述PM3的漏極連接所述PM4的源極，所述PM4的漏極、所述Cfl的第二端、所述PHDl的第二端以及所述NMO的漏極連接所述Ci2的第一端;所述NMO的源極接地；
[0097]所述Ci2的第二端連接所述Cf2的第一端、所述開關(guān)PHD2的第一端以及所述二級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述二級運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述參考電流源的正輸入端，所述Cf2的第二端、所述開關(guān)PHD2的第二端以及所述二級運(yùn)算放大器的輸出端連接所述ADC0
[0098]可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述PMO的寬長比遠(yuǎn)大于所述PMl的寬長，以抑制電流源電路的熱噪聲。
[0099]所述二級運(yùn)算放大器為單端放大器；
[0100]所述NMO的寬長比大于所述PM3的寬長比，以抑制偏置電路的噪聲。
[0101]可選的，所述脈沖信號Vdr電平大于等于3.3V，且小于等于20V。
[0102]可選的，所述感應(yīng)電極的表面積大于或等于1600um2。
[0103]可選的，所述感應(yīng)電極陣列中的相鄰感應(yīng)電極之間的中心間距為50um。
[0104]可選的，所述感應(yīng)電極陣列的分辨率為508DPI。
[0105]以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的指紋采集電路進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(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，對于本領(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)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種指紋采集電路，其特征在于，包括: 耦合電極，所述耦合電極用于將脈沖信號Vdr耦合到用戶手指； 由Γ#Μ個感應(yīng)電極所組成的感應(yīng)電極陣列，N為所述感應(yīng)電極陣列的行數(shù)，M為所述感應(yīng)電極陣列的列數(shù)，Ν、Μ為正整數(shù)； 與所述Ν*Μ個感應(yīng)電極對應(yīng)連接的Ν*Μ路像素PIXEL電路，所述PIXEL電路包括與門邏輯電路、開關(guān)S、原點(diǎn)PH開關(guān)、零號MOS管PMO、寄生電容Cp，所述與門邏輯電路的第一輸入端和第二輸入端用于分別接入所述感應(yīng)電極陣列的行選使能信號和列選使能信號，所述與門邏輯電路的信號輸出端連接所述開關(guān)S的控制信號輸入端，所述開關(guān)S的第一端用于連接電流源IS的輸出端，所述開關(guān)S的第二端連接所述PMO的源極，所述PMO的柵極連接對應(yīng)的感應(yīng)電極的第一端、所述PH開關(guān)的第一端以及所述Cp的第一端，所述PH開關(guān)的第二端連接參考電壓源的正極，所述Cp的第二端、所述PMO的漏極以及所述參考電壓源的負(fù)極接地； 與所述N*M個像素PIXEL電路中的M列PIXEL電路連接的M路偏置和可編程增益放大器PGA電路，所述偏置和PGA電路的輸入端連接對應(yīng)的一列PIXEL電路中的N個開關(guān)S的第一端，所述偏置和PGA電路包括電流源IS、K級開關(guān)電容放大電路，K為正整數(shù)，其中，所述電流源IS的輸出端和所述K級開關(guān)電容放大電路中的一級開關(guān)電容放大電路的輸入端組成所述偏置和PGA電路的輸入端，所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容、一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路，所述一級第一電容的第一端為所述一級開關(guān)電容放大電路的輸入端，所述一級第一電容的第二端連接所述一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路的第一端，所述一級第二電容、一級開關(guān)PHDl以及放大電路的第二端用于連接二級開關(guān)電容放大電路或模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC; 通過多路復(fù)用電路與所述M路偏置和PGA電路的輸出端連接的所述ADC。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述K級開關(guān)電容放大電路包括所述一級開關(guān)電容放大電路和二級開關(guān)電容放大電路； 所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容Cil，一級第二電容Cfl，一級開關(guān)PHDl，以及一級運(yùn)算放大器，所述二級開關(guān)電容放大電路包括二級第一電容Ci2，二級第二電容Cf 2，以及二級運(yùn)算放大器； 所述Cil的第一端連接所述電流源IS的輸出端，所述Ci2的第二端連接所述一級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述Cfl的第一端和所述開關(guān)PHDl的第一端，所述Cfl的第二端、所述開關(guān)PHDl的第二端和所述運(yùn)算放大器的輸出端連接所述Ci2的第一端，所述Ci2的第二端連接所述Cf2的第一端、所述開關(guān)PHD2的第一端以及所述二級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述Cf2的第二端、所述PHD2的第二端以及所述二級運(yùn)算放大器的輸出端連接所述ADC，所述一級運(yùn)算放大器和所述二級運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述參考電壓源的正極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電流源IS包括一號MOS管PMl和二號MOS管PM2，且所述PMl的源極連接高電平，所述PMl的漏極連接所述PM2的源極，所述PM2的漏極連接所述PMO的源極，所述PMl的柵極和所述PM2的柵極用于接入驅(qū)動電壓信號。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述K級開關(guān)電容放大電路包括所述一級開關(guān)電容放大電路和二級開關(guān)電容放大電路； 所述一級開關(guān)電容放大電路包括一級第一電容Cil，一級第二電容Cfl，一級開關(guān)PHDl，三號MOS管PM3、四號MOS管PM4以及零號NPN型MOS管匪O，所述二級開關(guān)電容放大電路包括二級第一電容Ci2，二級第二電容Cf2，以及二級運(yùn)算放大器； 所述Cil的第一端連接所述電流源IS的輸出端，所述Ci2的第二端連接所述一級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、所述Cfl的第一端、所述開關(guān)PHDl的第一端和所述NMO的柵極； 所述PM3和所述PM4的柵極用于接入驅(qū)動電壓信號；所述PM3的源極連接高電平，所述PM3的漏極連接所述PM4的源極，所述PM4的漏極、所述Cfl的第二端、所述PHDl的第二端以及所述NMO的漏極連接所述Ci2的第一端;所述NMO的源極接地； 所述Ci2的第二端連接所述Cf2的第一端、所述開關(guān)PHD2的第一端以及所述二級運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，所述二級運(yùn)算放大器的正輸入端連接所述參考電流源的正輸入端，所述Cf2的第二端、所述開關(guān)PHD2的第二端以及所述二級運(yùn)算放大器的輸出端連接所述ADC。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述PMO的寬長比遠(yuǎn)大于所述PMl的寬長比； 所述二級運(yùn)算放大器為單端放大器； 所述NMO的寬長比大于所述PM3的寬長比。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述脈沖信號Vdr電平大于等于3.3V，且小于等于20V。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述感應(yīng)電極的表面積大于或等于1600um2o8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述感應(yīng)電極陣列中的相鄰感應(yīng)電極之間的中心間距為50um ο9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述感應(yīng)電極陣列的分辨率為508DPL.10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述M的值為8。
【文檔編號】G06K9/00GK106056052SQ201610346456
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】劉鳴宇, 孫志寶
【申請人】深圳市奔凱安全技術(shù)股份有限公司