[发明专利]基于功耗自感知动态电荷域放大器阵列电容传感芯片在审
| 申请号： | 202110572564.2 | 申请日： | 2021-05-25 |
| 公开（公告）号： | CN113381711A | 公开（公告）日： | 2021-09-10 |
| 发明（设计）人： | 叶乐;李和倚;黄如;包远鑫;张昊 | 申请（专利权）人： | 杭州微纳核芯电子科技有限公司 |
| 主分类号： | H03F3/393 | 分类号： | H03F3/393;H03F3/68;H03F3/72;H03F3/45;H03F1/02;H03F1/30 |
| 代理公司： | 北京辰权知识产权代理有限公司 11619 | 代理人： | 谷波 |
| 地址： | 311215 浙江省杭州市萧山区宁围*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 功耗 感知 动态 电荷 放大器 阵列 电容 传感 芯片 | ||
1.一种基于功耗自感知动态电荷域放大器阵列的电容传感芯片，所述电容传感芯片基于缩放型架构，其特征在于，所述电容传感芯片具体包括：
采用悬浮电容供电的放大器；
其中，所述放大器具体为采用悬浮电容供电的反相器型放大器阵列；
阵列规模为N-bit，拥有2N个放大器单元，N为正整数；
所述反相器型放大器阵列具体采用CMOS互补的反相器结构；
悬浮电容两端通过断开开关以及闭合开关将所述电容传感芯片的电容极板分别接到电源和地；
所述电容传感芯片包括至少两级架构进行电容量化，其中，一级架构用于逐次逼近算法进行粗量化以及二级架构用于调制器进行细量化；
功耗感知模块，用于电容传感对输入量化后，输出的控制码以控制后级电路的功耗开销。
2.根据权利要求1所述的电容传感芯片，其特征在于，所述一级架构的具体结构为：
依次连接的逐次逼近算法单元、电容阵列、比较器以及待测的输入传感电容。
3.根据权利要求1所述的电容传感芯片，其特征在于，所述二级架构的具体结构为：
依次连接的不少于一个积分器、比较器以及电容阵列或参考电容。
4.根据权利要求2或3中所述的电容传感芯片，其特征在于，所述比较器为1bit的比较器或多bit的比较器,以及,所述比较器为动态比较器或静态比较器。
5.根据权利要求3所述的电容传感芯片，其特征在于，所述参考电容为：插指电容或平板电容。
6.根据权利要求3所述的电容传感芯片，其特征在于，所述调制器为一阶、二阶或高阶，其中调制器的阶数表示所述二级架构中连接的积分器个数。
7.根据权利要求3或6中所述的电容传感芯片，其特征在于，所述积分器由差分浮动反相器型放大器构成。
8.一种基于功耗自感知动态电荷域放大器阵列的电容传感芯片，其特征在于，所述电容传感芯片具体包括：
采用悬浮电容供电的放大器；
其中，所述放大器具体为采用悬浮电容供电的反相器型放大器阵列；
阵列规模为N-bit，拥有2N个放大器单元，N为正整数；
所述反相器型放大器阵列具体采用CMOS互补的反相器结构；
悬浮电容两端通过断开开关以及闭合开关将所述电容传感芯片的电容极板分别接到电源和地；
采用由依次连接的不少于一个积分器、比较器以及电容阵列或参考电容组成的调制器进行电容细量化；
功耗感知模块，用于电容传感对输入量化后，输出的控制码以控制后级电路的功耗开销。
9.根据权利要求8所述的电容传感芯片，其特征在于，所述调制器为一阶、二阶或高阶，其中调制器的阶数表示所述二级架构中连接的积分器个数。
10.根据权利要求8所述的电容传感芯片，其特征在于，当所述调制器的具体结构为：依次连接的不少于一个积分器、比较器以及参考电容时，所述参考电容为：插指电容或平板电容。
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