零功率传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种零功率传感器。集成电路包括衬底以及在衬底上实现的至少一个光伏电池。至少一个光伏电池被配置为生成电源电压。电路在衬底上实现。电路由电源电压供电。至少一个光伏电池可以包括多个串联连接的光伏电池。

Zero power sensor

The invention relates to a zero power sensor. The integrated circuit includes a substrate and at least one photovoltaic cell implemented on the substrate. At least one photovoltaic cell is configured to generate a supply voltage. The circuit is implemented on the substrate. The circuit is powered by the power supply voltage. At least one photovoltaic cell can include a plurality of photovoltaic cells connected in series.

【技术实现步骤摘要】
零功率传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年1月10日提交的欧洲专利申请号17150885.6的优先权，该申请通过引用并入于此。
一些实施例涉及装置，并且具体涉及但不限于零功率传感器。
技术介绍
用于确定环境光的设备和传感器是已知的。例如，这样的传感器可以用在许多应用中(例如，可以用在具有显示器的设备内)，其中传感器被配置为感测环境光水平，并且因此控制显示光水平，使得它们对于用户查看显示器并进一步优化功耗而言不会太亮或太暗。典型的环境光传感器需要外部电源。换言之，为了生成可用的输出电压/电流值水平，传感器需要被耦合到诸如电池或直流电源线(例如，为传感器供电的USB连接)的电源。这些环境光传感器即使在待机状态下也消耗功率，因此在诸如“物联网”传感器组件和可穿戴设备的小型设备中功耗很重要(或关键)的情况下，这些环境光传感器是不可接受的。此外，这样的传感器对于提供电力或维持电力供应困难的设备(例如，在危险环境中操作的设备)是不可接受的。
技术实现思路
一些实施例涉及装置，并且具体涉及但不限于在不需要外部电力源的情况下，具有用于提供环境光读数的光敏器件的装置。在不需要为传感器供应或提供电力来为其提供合适的输出的情况下，实施例提供环境光感测的功能。根据一个方面，集成电路包括衬底和在衬底上实现的至少一个光伏电池。至少一个光伏电池被配置为生成电源电压。电路装置在衬底上实现并由电源电压供电。至少一个光伏电池中的每一个可以与衬底隔离。通过在衬底上实现的绝缘层上的深沟槽隔离环内实现电池，可以将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。通过将N型阱电池实现在P型阱环内和在N-EPI或N-Bulk衬底上实现的PISO绝缘层之上，可以将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。通过将P型阱电池实现在N型阱环内和在P-EPI或P-Bulk衬底上实现的NISO绝缘层之上，可以将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。被配置为生成电源电压的至少一个光伏电池可以包括多个光伏电池，其串联耦合以生成电源电压。串联耦合以生成电源电压的多个光伏电池的面积比可以是1:1/k^n，其中k是基本在1.1至2之间的面积比因子，并且n是光伏电池串联耦合中光伏电池的数量。串联耦合的多个光伏电池可以被进一步配置为生成至少一个另外的电源电压，至少一个另外的电源电压小于电源电压。在衬底上实现的电路装置可以是包括光至频率振荡器的环境光传感器，光至频率振荡器包括经由开关耦合到电源电压的光电二极管，开关被配置为对光电二极管进行复位并且由光电二极管输出进行控制。环境光传感器可以进一步包括逆变器，其中逆变器输入被耦合到光电二极管输出，逆变器输出被耦合到开关，以控制光电二极管的复位。逆变器可以由另外的电源电压来供电。集成电路还可以包括耦合在另外的电源电压和接地电压之间的另一电源电压平滑电容器。集成电路还可以包括耦合到逆变器的输出的至少一个分频器。逆变器可以包括串联连接的奇数个逆变器，其中奇数个逆变器中第一个逆变器的输入被耦合到光电二极管输出，并且奇数个逆变器中最后一个逆变器的输出被耦合到开关来控制光电二极管的复位。集成电路可以进一步包括耦合在电源电压和接地电压之间的电源电压平滑电容器。根据第二方面，提供了用于提供包括衬底的集成电路的方法，集成电路包括：在衬底上实现的至少一个光伏电池，至少一个光伏电池生成电源电压并为在衬底上实现的另外的电路装置供电。方法可以包括将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。方法可以包括通过在衬底上的绝缘层上的深沟槽隔离环内实现电池而将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。方法可以包括通过将N型阱电池实现在P型阱环内和在N-EPI或N-Bulk衬底上实现的PISO绝缘层之上而将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。通过将P型阱电池实现在N型阱环内和在P-EPI或P-Bulk衬底上实现的NISO绝缘层之上，可以将至少一个光伏电池中的每一个与衬底隔离。至少一个光伏电池生成电源电压可以包括将多个光伏电池串联耦合来生成电源电压。方法可以包括将串联耦合来生成电源电压的多个光伏电池的面积比确定为1：1/k^n，其中k是基本上在1.1至2之间的面积比因子，并且n是光伏电池串联耦合中的光伏电池的数量。方法可以包括生成至少一个另外的电源电压，至少一个另外的电源电压小于电源电压。衬底上实现的电路装置可以是环境光传感器，方法还包括提供光至频率振荡器，光至频率振荡器包括经由开关耦合到电源电压的光电二极管，开关被配置为对光电二极管进行复位并由光电二极管输出进行控制。环境光传感器可以进一步包括逆变器，其中逆变器输入被耦合到光电二极管输出，并且逆变器输出被耦合到开关来控制光电二极管的复位。逆变器可以由至少一个另外的电源电压供电。方法可以进一步包括提供耦合在至少一个另外的电源电压和接地电压之间的另一电源电压平滑电容器。方法可以进一步包括提供耦合到逆变器的输出的至少一个分频器。逆变器可以包括串联连接的奇数个逆变器，其中奇数个逆变器中第一个逆变器的输入被耦合到光电二极管输出，并且奇数个逆变器中最后一个逆变器的输出被耦合到开关来控制光电二极管的复位。方法可以进一步包括提供耦合在电源电压和接地电压之间的电源电压平滑电容器。附图说明如前所述，集成电路可以包括测距装置。现在将仅以示例的方式并参考附图来描述一些实施例，在附图中：图1a示意性地示出了根据一些实施例的示例环境光传感器；图1b示意性地示出了图1a中示出的示例环境光传感器和模型化电流源；图1c示意性地示出了如图1a所示的示例环境光传感器，光传感器被配置具有多个PV电池；图1d示意性地示出了如图1a所示的示例环境光传感器，光传感器被配置具有多个PV电池以及电力去耦电容器；图2a进一步详细地示出了如图1a至图1d所示的示例环境光传感器；图2b示意性地示出了具有并联金属-金属电容器的如图1a至图1d所示的示例环境光传感器；图2c示意性地示出了具有并联MOS电容器的如图1a至图1d所示的示例环境光传感器；图2d示意性地示出了如图1a至图1d所示的示例环境光传感器，其中使用延迟单元来复位脉冲延长；图2e示意性地示出了如图1a至图1d所示的示例环境光传感器，其中使用附加的逆变器来复位脉冲延长；图2f示意性地示出了如图1a至图1d所示的示例环境光传感器，其中使用附加的逆变器和二分频元件来复位脉冲延长；图3a示出了由图2a中所示的环境光传感器生成的高光振荡波形和低光振荡波形；图3b示出了由图2d和图2e中所示的环境光传感器生成的示例脉冲延长振荡波形；图3c示出了由图2f中所示的环境光传感器生成的示例脉冲延长振荡波形；图4示意性地示出了具有低消耗光电压电路的示例环境光传感器；图5a示意性地示出了根据一些实施例的示例单个PV电池三重阱处理电压/功率发生器配置；图5b示意性地示出了根据一些实施例的示例两个PV电池三重阱处理电压/功率发生器配置；图5c示意性地示出了根据一些实施例的示例单个PV电池深阱隔离处理电压/功率发生器配置；图5d示意性地示出了根据一些实施例的示例PV电池多结深阱隔离处理电压/功率发生器配置；图5e示意性地示出了根据一些实施例的具有P型体配置的PV电池、PD和NMOS晶体管集成；图5f示意性地示出了根据一些实施例的具有N型体配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，包括：衬底；在所述衬底上实现的光伏电池，所述光伏电池被配置为生成电源电压；以及在所述衬底上实现的有源电路装置，所述有源电路装置由所述电源电压供电。

【技术特征摘要】
2017.01.10 EP 17150885.61.一种集成电路，包括：衬底；在所述衬底上实现的光伏电池，所述光伏电池被配置为生成电源电压；以及在所述衬底上实现的有源电路装置，所述有源电路装置由所述电源电压供电。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述光伏电池与所述衬底隔离。3.根据权利要求2所述的集成电路，其中所述光伏电池被实现在深沟槽隔离环内，所述深沟槽隔离环处于在所述衬底上实现的绝缘层上。4.根据权利要求2所述的集成电路，其中通过将N型阱电池实现在P型阱环内、和在N-EPI或N-bulk衬底上实现的PISO绝缘层之上，所述光伏电池与所述衬底隔离。5.根据权利要求2所述的集成电路，其中通过将P型阱电池实现在N型阱环内、和在P-EPI或P-bulk衬底上实现的NISO绝缘层之上，所述光伏电池与所述衬底隔离。6.根据权利要求1所述的集成电路，还包括耦合在所述电源电压和接地电压之间的电源电压平滑电容器。7.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述有源电路装置包括环境光传感器；其中所述环境光传感器包括经由开关耦合到所述电源电压的光电二极管，所述开关被配置为将所述光电二极管复位并且由光电二极管输出进行控制；其中所述环境光传感器进一步包括逆变器，所述逆变器具有耦合到所述光电二极管输出的逆变器输入、以及耦合到所述开关以控制所述光电二极管的所述复位的逆变器输出；并且其中所述集成电路包括串联耦合的多个光伏电池，所述光伏电池是所述多个光伏电池中的一个；并且其中串联耦合的所述多个光伏电池被配置为生成所述电源电压。8.根据权利要求7所述的集成电路，其中所述多个光伏电池还被配置为生成小于所述电源电压的另外的电源电压，所述逆变器由所述另外的电源电压供电。9.一种集成电路，包括：衬底；在所述衬底上实现的光伏电池，所述光伏电池被配置为生成电源电压；以及在所述衬底上实现的环境光传感器，所述环境光传感器由所述电源电压供电，其中所述环境光传感器包括光至频率振荡器，所述光至频率振荡器包括经由开关耦合到所述电源电压的光电二极管，所述开关被配置为将所述光电二极管复位并由光电二极管输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·雷诺，L·斯塔克，F·卡克林，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB