[发明专利]一种无激励信号无BOOST芯片的指纹传感器采集单元

说明书

本发明公开一种无激励信号无BOOST芯片的指纹传感器采集单元，应用于集成电路领域，为了解决现有技术采用BOOST芯片以后，外围电路比较复杂，成本也增加了不少，给备货也带来一定的不利影响的问题；本发明通过缩小Cfb结构的物理和电路实现方式，消除Cfb过小带来的影响的，实现了无需BOOST电压和外围芯片的指纹采集。

技术领域

本发明属于集成电路领域，特别涉及一种在指纹传感器采集传感器中的采集单元电路。

背景技术

随着指纹技术的普及，指纹逐渐从有激励信号采集原理过渡到无激励信号采集原理。现在普通的无环原来有两种，一种是被动式指纹采集，无需BOOST芯片，第二种是采用BOOST芯片。被动式芯片穿透力比较弱，ESD很难达到业界标准，采用BOOST芯片的可以穿透比较厚的封装，ESD可以达到业界标准。在采用BOOST芯片以后，外围电路比较复杂，成本也增加了不少，给备货也带来一定的不利影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种无激励信号无BOOST芯片的指纹传感器采集单元。

本发明采用的技术方案为：一种指纹采集单元结构，包括：两层金属极板，记为第一层金属极板、第二层金属极板；所述第一层金属极板分为三部分，记为第一部分、第二部分、第三部分；

第一部分大小占整个第一层金属极板的90％以上；

第二层金属极板与第二部分之间形成反馈电容Cfb；第二层金属极板与第一部分之间形成耦合电容Cc；第二层金属极板与第三部分之间形成校正电容Ccal。

第二部大小与第三部分大小比例在1:1到1:8之间。

反馈电容Cfb值为1f、0.5f或0.2f数量级。

本发明采用的另一技术方案为：基于上述指纹采集单元结构的指纹采集电路，还包括：运算放大器、第一开关、第二开关、第三开关；当手指接触两层金属极板时，手指通过人体等效电阻接地，所述两层金属极板接入运算放大器负输入端，校正电容Ccal第一端与第一开关连接，所述第一开关为开关组，按照时序给校正电容Ccal添加电压，校正电容Ccal第二端接运算放大器负输入端；第一开关为开关组，通过第一开关给运算放大器正输入端按照时序添加电压；所述运算放大器负输入端与正输入端之间接耦合电容Cc；所述运算放大器负输入端与输出之间接反馈电容Cfb；所述运算放大器负输入端与输出之间还接第三开关；

运算放大器还包括接电源AVDD，运算放大器接地端接AVSS。

所述手指与两层金属极板之间还包括电容Cf。

所述电容Cf值为10f-0.01f。

本发明的有益效果：本发明提供的一种指纹采集单元结构，通过缩小Cfb结构的物理和电路实现方式，消除Cfb过小带来的影响的，M1_2和M1_3占M1整个面积的不到10％。M1_2的面积和M1_3的面积在1:1到1:8之间，所以由M1_2与M2形成的Cfb的电容比现有的Cfb小很多，本发明的Cfb设定值在1f、0.5f甚至0.2f这个数量级，这个数量级的电容，使得Cf/Cfb的值就比较大，在60um封装图层的时候，比值为20，所以可以做更厚的，在200um图层的时候接近Cf/Cfb的最大比值1.2；这个比值和现有技术中加了12V BOOST电压的结果近似；所以采用本发明的指纹采集单元结构不需要BOOST电压，也就不需要BOOST芯片；本发明的指纹传感器采集单元不仅电路简单，并且成本相对于现有技术更低。

附图说明

图1为现有的传感器采集单元的结构图；

其中，图1(a)为剖面图，图1(b)为俯视图；

图2为现有的BOOST地方案的无环采集单元原理图；

图3为本发明的传感器采集单元的结构图；