[实用新型]一种基于电荷注入方式的指纹信息检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及芯片设计，特别涉及一种基于电荷注入方式的指纹信息检测电路。

背景技术

对个人信息进行鉴别和识别的生物特征通常是通过生理特征（比如，头发、指纹、血液等）来实现的。在选择使用何种生理特征时，会从不同方面进行折中考虑，如生产成本、加工难易程度、可靠性、舒适性等。而在这其中，指纹是最可靠的特征。虽然它的特性独具一格，但是在个人消费市场，对指纹的应用还不是很成熟，一方面受生产设计的影响，另一方面也受高成本因素的限制。

目前，指纹感应器件使用的原理主要涉及光学、集成压力、电容等。其中，光学成像的指纹识别单元制约其应用的因素是制造出来的体积比较大，并要求表面保持干净；集成压力感应单元的主要限制因素是非主流技术带来的超高成本；而基于电容感应单元方式的指纹检测电路可以很好的规避前两种方式的缺点，其一般的电路结构如图1所示，包含信号输入单元、复位单元、放大单元、反馈单元与源跟随单元。

在图1中，101为信号输入单元，102为复位单元，103为放大单元，104为反馈单元，105为源跟随单元。

但是，上述电路所占用的芯片面积较大，增加了芯片的成本。

另外，复位单元产生的时钟馈通效应与电荷注入效应影响电路输出的电压信号，即影响指纹检测的结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于电荷注入方式的指纹信息检测电路，提高复位管的利用率，使得电路占用芯片的面积得到减小，节约芯片的成本；同时，纯化电荷来源。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于电荷注入方式的指纹信息检测电路，包含放大单元与源跟随单元；所述放大单元与所述源跟随单元相连；所述放大单元将接收的信号进行放大后输出至所述源跟随单元；所述源跟随单元将接收到的信号进行电平平移后输出第一电压信号，其中，所述第一电压信号携带检测的指纹信息；还包含复位单元、反馈单元；

其中，所述反馈单元在检测到指纹信息时将产生的第二电压信号输出至所述源跟随单元；

所述复位单元与所述反馈单元、所述放大单元均相连；所述反馈单元与所述放大单元相连；所述复位单元的输入端用于输入复位信号；

所述复位信号为高电平时，所述复位单元内置的复位管导通并存储电荷，同时对所述反馈单元进行复位；所述复位信号由高电平切换为低电平时，所述复位管截止，并将存储的电荷注入至所述反馈单元与所述放大单元；

所述反馈单元接收所述电荷，并在检测到指纹信息时将所述第二电压信号输出至所述源跟随单元。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，是通过复位单元内置的复位管产生注入电荷，不需要另外增设输入单元来单独产生注入电荷。具体地说，本实用新型中的基于电荷注入方式的指纹信息检测电路包含放大单元、源跟随单元、复位单元与反馈单元；复位单元与反馈单元、放大单元均相连，反馈单元与放大单元相连，放大单元与源跟随单元相连，复位单元的输入端用于输入复位信号；其中，反馈单元在检测到指纹信息时将产生的第二电压信号输出至源跟随单元，放大单元将接收的信号进行放大后输出至源跟随单元，源跟随单元将接收到的信号进行电平平移后输出第一电压信号，该第一电压信号携带检测的指纹信息。关键在于，复位信号为高电平时，复位单元内置的复位管导通，此时，反馈单元无存储电荷，即复位管对反馈单元进行复位；于此同时，复位管在导通时形成一个平板电容，储存电荷；而当复位信号由高电平切换为低电平时，复位管截止，并将存储的电荷注入至反馈单元与放大单元；反馈单元接收电荷作为反馈单元储存的原始电荷，同时产生原始的第三电压信号，并且在检测到指纹信息时将产生的第二电压信号输出至源跟随单元。本实用新型正是利用复位管截止时将电荷注入反馈单元，而不是另外增设输入单元来单独产生电荷以注入反馈单元，从而提高复位管的利用率，使得指纹检测电路占用芯片的面积得到减小，节约芯片的成本。另外，在芯片中，复位单元还可置于反馈单元的下方，使得基于电荷注入方式的指纹信息检测电路占用芯片的面积得到进一步减小，进一步节约芯片成本。同时，注入反馈单元的电荷全部来自复位管储存的电荷，纯化了注入到反馈单元的电荷来源。

另外，所述复位单元包含第一反相器、第二反相器、第三反相器与第一N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管；

所述第一反相器的输入端为所述复位单元的输入端，输出端与所述第二反相器的输入端相连；

所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端相连；

所述第三反相器的输出端与所述第一N沟道金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极相连；