[发明专利]一种半导体传感器高压电路

说明书

本发明提出一种半导体传感器高压电路，包括直流脉冲PMW模块，自举高压电路，倍压电路和电阻分压反馈电路；所述直流脉冲PMW模块，调整输入电源的电压幅值大小和周期占宽比，并产生一个闭环控制的直流脉冲PMW信号输出至自举高压电路；所述自举高压电路，将所述直流脉冲PMW信号调制成自举高压信号输出至倍压电路；倍压电路，用于将自举高压信号放大若干倍后形成高压信号，一路直接输出，另一路输入所述电阻分压反馈电路；所述电阻分压反馈电路，对高压信号进行电阻分压，输出反馈电压给直流脉冲PMW模块。本发明可由单节锂电池供电；功耗低，器件功耗小于5mW，输出电流可达1uA，满足大面积多像素Si半导体传感器高压需求。

技术领域

本发明属于半导体探测器技术领域，具体而言，涉及一种半导体传感器高压电路。

背景技术

载人空间站、载人登月等空间探测及空间实验任务要求实现主动读出的小型化、低功耗的空间粒子辐射监测谱仪与宇航服一体化设计。辐射监测谱仪采用的半导体传感器需要工作在反偏高压形成的全耗尽状态，目前半导体传感器高压电路一般由直流震荡电路、高压线圈、输出整流滤波电路及高压反馈网络组成，存在体积大、静态功耗高等问题，无法满足小型化、低功耗的卡片式核辐射监测谱仪的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于解决卡片式核辐射监测谱仪高压电路小型化、低功耗设计问题，为实现上述目的，本发明提出了一种半导体传感器高压电路；所述电路包括直流脉冲PMW模块，自举高压电路，倍压电路和电阻分压反馈电路；

所述直流脉冲PMW模块，用于调整输入电源的电压幅值大小和周期占宽比，并产生一个闭环控制的直流脉冲PMW信号输出至自举高压电路；

所述自举高压电路，用于将所述直流脉冲PMW信号调制成自举高压信号输出至倍压电路；

所述倍压电路，用于将自举高压信号放大若干倍后形成高压信号，一路直接输出，另一路输入所述电阻分压反馈电路；

所述电阻分压反馈电路，用于对高压信号进行电阻分压，输出反馈电压给直流脉冲PMW模块。

作为所述装置的一种改进，所述自举高压电路包括自举高压电路包括第一电感(L1)、MOSFET晶体管(M1)、第一电容(C1)、第一二极管(D1)、第二晶体管(D2)和第三电容(C3)；

所述第一电感(L1)一端与输入电源相连、另一端连接至第一电容(C1)和MOSFET晶体管(M1)的输出端之间的节点；

所述MOSFET晶体管(M1)的栅极接直流脉冲PMW模块，所述MOSFET晶体管(M1)的源级接地；

所述第一电容(C1)的另一端接第一二极管(D1)的阴极和第二晶体管(D2)的阳极之间的节点；

所述第一二极管(D1)阳极接地；

所述第三电容(C3)一端连接第一二极管(D1)阳极和地之间的节点；另一端接第二晶体管(D2)的阴极；

当直流脉冲PMW信号为高电平时，所述MOSFET晶体管(M1)导通，第一电感(L1)储能，第一电容(C1)通过第一晶体管D1充电；

当直流脉冲PMW信号为低电平时，所述MOSFET晶体管(M1)截止，第一电感(L1)能量输出，第三电容(C3)由第一电容(C1)的电荷通过第二晶体管(D2)进行充电；在第三电容(C3)与第二晶体管(D2)的阴极之间的节点处产生自举高压信号，输出至后端的倍压电路。

作为所述装置的一种改进，所述倍压电路包括第二电容(C2)、第三晶体管(D3)、第四电容(C4)和第四晶体管(D4)；

所述第二电容(C2)一端接至第二晶体管(D2)的阳极和第一电容(C1)之间的节点，另一端连接第三晶体管(D3)的阴极和第四晶体管(D4)的阳极之间的节点；