[实用新型]一种电容传感器线性度的提高电路

说明书

本实用新型一种电容传感器线性度的提高电路，所述电路包含有电压缓冲器一M1、电压缓冲器二M2、电压缓冲器三M3和电压缓冲器四M4，上述电压缓冲器四M4、电压缓冲器一M1、电压缓冲器三M3和电压缓冲器二M2依次串联在高电平Vdd和接地端Vss之间，电压缓冲器四M4通过一电平移位器与输入信号相连接，所述电压缓冲器三M3和电压缓冲器二M2之间的连接点处与一同输出负载电流相等的电流源相连接。本实用新型一种电容传感器线性度的提高电路，流过电压缓冲器一M1的电流不受输出电流源影响保持Ibias。

技术领域

本实用新型涉及一种用于提高电容传感器的线性度的电路。

背景技术

目前，在电容传感器中，输入电容在前端转换成电压信号后缓冲输入至后续电路，如PGA(可编程增益放大器)和ADC(模数转换器)。在许多应用中，数据信号的线性非常重要。比如，当智能手机显示屏厚度增加后，除了需要最大化的灵敏度，电容传感器的线性度要求也需要尽量满足以适应后续数字处理；当时线性度越高，指纹接受的错误接受率(FAR)就越低，错误识别率(FRR)也就是越低。

电压缓冲器在线性度的提高中起着重要作用，在指纹电容传感器的例子中：线性失真是由于传感器内部的电压缓冲器事实上不可能处于理想状态，或者可能由于多路选择器(MUX)输出端后续连接的缓冲器，这些这信号相关的缓冲器均不可能处于理想状态。

现有技术中，典型的电压缓冲器为如图1所示的MOS源跟随器，电压缓冲器一M1是常规的漏源跟随器NMOS晶体管，电压缓冲器二M2和电压缓冲器三M3是偏压电压缓冲器一M1的电流源；CL是输出负载电容。

一方面，受限于电压缓冲器一M1的输出阻抗，电压缓冲器一M1在输出端的的源跟随功能会遭到失真，尤其是在短沟道效应下将会失真更严重；另一方面，负载电流iL改变了电压缓冲器一M1，它会导致信号失真，降低缓冲器的线性度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种有效提高电容传感器线性度的电路。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种电容传感器线性度的提高电路，所述电路包含有电压缓冲器一M1、电压缓冲器二M2、电压缓冲器三M3和电压缓冲器四M4，上述电压缓冲器四M4、电压缓冲器一M1、电压缓冲器三M3和电压缓冲器二M2依次串联在高电平Vdd和接地端Vss之间，电压缓冲器四M4通过一电平移位器与输入信号相连接，所述电压缓冲器三M3和电压缓冲器二M2之间的连接点处与一同输出负载电流相等的电流源相连接。

本实用新型一种电容传感器线性度的提高电路，输出端和接地端VSS之间连接有输出电容CL。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过电压缓冲器四的引入，且导入镜像电流，从而使得流过电压缓冲器一的电流不受输出电流源影响保持在Ibias，提高了线性度。

附图说明

图1为常规的电容传感器线性度提高电路的电路图。

图2为本实用新型一种电容传感器线性度提高电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型涉及的一种电容传感器线性度的提高电路，所述电路包含有电压缓冲器一M1、电压缓冲器二M2、电压缓冲器三M3和电压缓冲器四M4，上述电压缓冲器四M4、电压缓冲器一M1、电压缓冲器三M3和电压缓冲器二M2依次串联在高电平Vdd和接地端Vss之间，电压缓冲器四M4通过一电平移位器与输入信号相连接，从而使得无论输入端IN的输入信号如何变化，均能够使电压缓冲器一M1的VDS(漏源电压)变化保持不变或变化极小；有效地提高了电压缓冲器一M1的输出阻抗；

同时，所述电压缓冲器三M3和电压缓冲器二M2之间的连接点处与一同输出负载电流相等的电流源相连接；