[发明专利]一种紫外光传感电路及感应系统

说明书

技术领域

本申请涉及紫外光探测领域，具体涉及一种紫外光传感电路及感应系统。

背景技术

利用高能量的紫外光设计的探测器或传感器，与传统的红外或可见光探测器和传感器相比，具有抗干扰性强，误触发、误报警概率低等优势。因此紫外光探测和传感技术被广泛应用到火焰和热传感、导弹尾焰探测、山林火灾预警、瓦斯爆炸预警等领域。以瓦斯爆炸预警为例，在瓦斯爆炸之前有不同频谱的高能量射线释放，其中包括紫外线，这些射线中蕴含着丰富的信息。通过对紫外线等高能量射线的探测，可以提前报告灾难的发生，从而减少生命财产损失。由于紫外光能量高，必须采用禁带宽度较大的半导体器件进行探测。常用于紫外光探测的宽禁带半导体材料包括砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）等，但是这些宽禁带半导体材料加工成半导体器件时加工工艺复杂，加工温度高，不适于大面积加工。

近年来，国际上开始出现氧化物TFT集成的紫外光探测器。得益于平板显示技术的迅速发展，铟镓锌(IGZO)TFT最近成为研究热点，其可能取代硅基TFT，成为下一代主流的TFT。值得关注的是，IGZO等氧化物在紫外光作用下，氧化物TFT的电学特性可能发生显著的改变，例如，阈值电压减小，关态电流呈数量级地增加等。因此，可能利用氧化物TFT的光-电特性设计紫外光探测器。此外，氧化物TFT还具有如下的一些优点，例如：加工工艺相对简单，加工温度低，适合于大面积生产。氧化物TFT的紫外探测功能甚至可能被集成于氧化物TFT的显示面板中，构成系统集成的显示面板(System on Panel,SoP)，于是显示面板除显示图像之外，还有可能读出外界环境的紫外光强度，甚至读出外界发出紫外光物体的轮廓，对强日光或者强红外背景干扰情况下的发光或者爆炸进行预警。

但是，迄今为止尚未出现成熟的基于氧化物TFT的紫外光传感电路方案，尤其是山林火灾或者瓦斯爆炸预警等应用场合，紫外光信号的检测及检测信号的传输还是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够感应紫外光并输出幅度调制波的紫外光传感电路及感应系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

根据本申请的第一方面，提供一种紫外光传感电路，包括调制单元和相位延迟单元；

调制单元包括第一级反相器，用于感应紫外光并作为电压反馈调制级；

相位延迟单元包括顺次连接的N级反相器，N为大于等于2的偶数；

调制单元和相位延迟单元顺序连接，相位延迟单元的输出电压馈送至调制单元；调制单元受控制信号调制，控制信号为脉冲信号。

作为一种优选的实施方式，紫外光传感电路还包括输出缓冲单元，输出缓冲单元包括第N+2级反相器，输出缓冲单元提高紫外光传感电路对输出端负载的驱动能力。

在一种实施方式中，第一级反相器包括上拉模块和下拉模块；

上拉模块包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的控制极和第一电极耦合至控制信号；第二晶体管的控制极耦合至第一晶体管的第二电极，第二晶体管的第一电极耦合至控制信号；

下拉模块包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管，第三晶体管的控制极耦合到第二电极，第一电极耦合至第一晶体管的第二电极；第四晶体管的控制极耦合到第二电极，第一电极耦合至第二晶体管的第二电极；第五晶体管的控制极耦合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第三晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源；第六晶体管的控制极耦合至N级反相器的输出端，第一电极耦合至第四晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源；

第三晶体管和第四晶体管为紫外光敏感晶体管。

作为一种实施方式，N级反相器中每一级反相器的电路结构相同，包括第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管；

第七晶体管的控制极和第一电极耦合至控制信号；第八晶体管的控制极耦合至第七晶体管的第二电极，第八晶体管的第一电极耦合至控制信号；第九晶体管的控制极耦合至第二晶体管的第二电极，第一电极耦合至第七晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源；第十晶体管的控制极耦合至第九晶体管的控制极，第一电极耦合至第八晶体管的第二电极，第二电极耦合至低电平电压源。

作为一种实施方式，第九晶体管和第十晶体管为紫外光敏感晶体管。

在一种实施方式中，第一级反相器包括上拉模块和下拉模块；