[发明专利]光电信号转换器及其模拟数字转换电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种模拟数字转换电路，且特别是有关于一种可转换光电信号的模拟数字转换电路。

背景技术

图1绘示为一种现有模拟数字转换电路架构的电路方块图。请参考图1，现有的模拟数字转换电路10可以包括两个比较器101和102、一个控制逻辑单元103、一个计数器104、一个电容105、一个电阻106、两个开关单元108与107。开关单元107的一端可选择性地耦接输入电压V_in或参考电压V_ref，另一端则透过电阻106耦接至比较器101的负输入端。比较器101的正输入端接地，而其输出端则透过电容105耦接至比较器101的负输入端。在电容105的两端，还跨接开关单元108。当开关单元108导通时，电容105两端为短路。

接着，将比较器101的输出端耦接至比较器102的负输入端。比较器102的正输入端接地，而其输出端耦接于控制逻辑单元103。由此，控制逻辑单元103可以依据比较器102的输出与时钟脉冲信号CLK，来控制开关单元107将比较器101的负输入端是耦接至输入电压V_in或是参考电压V_ref，并且控制开关单元108是否导通。另外，控制逻辑单元103的输出耦接至计数器104。由此，计数器104可以依据控制逻辑单元103的输出来计数时钟脉冲信号CLK，并且产生一数字数据。

一般来说，比较器101和102都是由多个晶体管所组成。然而，若是这些晶体管是以低温多晶硅制造工艺所制造，则其临界电压会随着工作时间而产生漂移。当比较器101和102的临界电压漂移时，就可能导致计数器104输出错误的数字数据。

因此，为了要解决上述的问题，使得模拟数据转换成数字数据能够最佳化。本发明提供一种可降低晶体管的临界电压漂移的模拟数字转换电路架构。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟数字转换电路，其可以降低比较器中晶体管的临界电压漂移，并使比较器具有较低的功率消耗。

本发明的另一目的是提供一种包括模拟数字转换电路的光电信号转换器，其可检测较大的光电流范围，并提供一个用于传感器检测的较高的动态范围。

本发明进一步提供一种模拟数字转换电路，包括一第一P型金氧半导体(P-type Metal Oxide Semiconductor，PMOS)晶体管、一第一N型金氧半导体(N-type Metal Oxide Semiconductor，NMOS)晶体管、一第一开关单元、一输出模块、一源极随耦器、一电容、一第二开关单元以及一第三开关单元。第一PMOS晶体管的第一端耦接第一偏压，第二端耦接第一NMOS晶体管的第一端，而栅极端可以选择耦接一输入电压信号或一参考电压信号。

第一NMOS晶体管的第一端与栅极端分别耦接第一PMOS晶体管的第二端与栅极端，以形成一反相器结构，使输入信号反相。此外，第一NMOS晶体管的第二端接地。

第一开关单元配置于第一PMOS晶体管的第二端和栅极端之间，其第一端与第一PMOS晶体管的栅极端耦接，第二端与第一PMOS晶体管的第二源极极端耦接，而栅极端则接收一第一控制信号，并且依照第一控制信号来决定第一开关单元是否导通。

接着，在第一NMOS晶体管的第一端耦接一输出模块，用来计数输入电压信号大于参考电压信号的时间，而产生一数字信号。

电容是配置在第一PMOS晶体管的栅极端与源极随耦器的输出端之间，而源极随耦器的输出端耦接此电容，输入端则透过第二开关单元与输入电压信号耦接。此外，源极随耦器的输入端也透过第三开关单元与参考电压信号耦接。

第二开关单元的一端接收输入电压信号，另一端则与源极随耦器的输入端耦接，并依据一第二控制信号来决定是否导通。第三开关单元的一端接收参考电压信号，另一端则与源极随耦器的输入端耦接，并依据第一控制信号来决定是否导通。第一控制信号与第二控制信号彼此反相。

本发明另提供一种光电信号转换电路，包括一检测模块、第一PMOS晶体管、第一NMOS晶体管、第一开关单元以及一输出模块。第一PMOS晶体管的第一端耦接第一偏压，而栅极端可选择耦接一参考电压或一检测模块。检测模块可检测环境光强度而产生一输入电压信号，并由第一PMOS晶体管的栅极端接收。