一种指纹识别传感器制造技术

本发明专利技术涉及指纹识别领域，公开了一种指纹识别传感器。本发明专利技术中，通过在共源共栅结构MOS管的栅极连接辅助运算放大器，可以在共源共栅结构MOS管的源漏电压减小时，利用辅助运算放大器的增益放大作用，使整个指纹识别传感器的增益仍然保持很高，避免了由于共源共栅结构MOS管的增益降落导致的整个指纹识别传感器的增益快速降落，从而提高了闭环输入输出范围，也就是提高了线性度；当指纹识别传感器的感应阵列线性度比较高时，就可以提高指纹识别传感器有效信号幅度，从而降低了噪声对信号的影响，提高了信噪比，最终达到很高的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及指纹识别领域，公开了一种指纹识别传感器。本专利技术中，通过在共源共栅结构MOS管的栅极连接辅助运算放大器，可以在共源共栅结构MOS管的源漏电压减小时，利用辅助运算放大器的增益放大作用，使整个指纹识别传感器的增益仍然保持很高，避免了由于共源共栅结构MOS管的增益降落导致的整个指纹识别传感器的增益快速降落，从而提高了闭环输入输出范围，也就是提高了线性度；当指纹识别传感器的感应阵列线性度比较高时，就可以提高指纹识别传感器有效信号幅度，从而降低了噪声对信号的影响，提高了信噪比，最终达到很高的灵敏度。【专利说明】一种指纹识别传感器
本专利技术涉及指纹识别领域，特别涉及一种指纹识别传感器。
技术介绍
现有的指纹识别传感器的结构示意图如图1所示，其中，Ml、M2、M3、M4四个金属-氧化物-半导体(MOS)管构成一个反相器结构OP (Operat1nal Amplifier,运算放大器)，M2的漏极与M3的漏极连接在一起作为OP输出端，OP输出端接跟随器M5的栅极，M5输出端(漏极)连接开关管M6的漏极，M6的源极作为指纹识别传感器的输出端Vo。OP首尾接开关管M7,也就是，M4的栅极为OP的输入端，M7的漏极连接M4的栅极，M7的源极连接OP的输出端。复位信号Reset通过反相器invl连接到M7的栅极，输入电容Ci连接在输入端Vi与OP输入端(即M4的栅极)之间，反馈电容Cf连在OP输入端与输出端之间。 请参阅图2所示，是OP的电压传输特性(输入输出)曲线示意图，横轴是输入电压，纵轴是输出电压，斜率是增益。在201至202区间，M2截止，M3导通；在202至203区间，M2和M3均导通；在203至204区间，M2导通，M3截止。 OP的总增益可通过下式计算: Av = (gm//gm2+gm3//gm4) X (gm2Rop2*Ropl//gm3Ron3*Ron4) 其中，gm1、gm2、gm3、gm4分别为 Ml、M2、M3、M4 的跨导，Ropl、Rop2、Ron3、Ron4 分别为 Ml、M2、M3、M4的阻抗，//表示并联。当OP输出端信号电压比较高时，M2会先进入线性区(也就是，从201至202区间进入202至203区间)，M2构成的共源共栅(cascode)级增益会很快降下去，因此OP的总增益很快降落，最终导致OP不再线性放大。同样，当OP输出端信号电压比较低时，M3会先进入线性区(也就是，从204至203区间进入203至202区间)，M3构成的共源共栅(cascode)级增益会很快降下去，最终OP不再线性放大；从而导致整个OP结构的线性区间较窄。因此，指纹识别传感器的输入、输出范围受限，进而导致整个指纹识别电路系统的线性度受限，影响系统的噪声、线性度之间的折中，最终表现为系统的灵敏度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种指纹识别传感器，使得指纹识别传感器的线性度得以提闻。 为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种指纹识别传感器，包含:由四个MOS管构成的反相器结构运算放大器0P，其中两个是共源共栅结构MOS管，所述共源共栅结构MOS管的栅极连接辅助运算放大器。 本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过在共源共栅结构MOS管的栅极连接辅助运算放大器，可以在共源共栅结构MOS管的源漏电压减小时，由于辅助运算放大器的增益放大作用，使整个指纹识别传感器的增益仍然保持很高，避免了由于共源共栅MOS管的增益降落导致的整个指纹识别传感器的增益快速降落，从而提高了闭环输入输出范围，也就是提高了线性度；当指纹识别传感器的感应阵列线性度比较高时，就可以提高指纹识别传感器有效信号幅度，从而降低了噪声对信号的影响，提高了信噪比，最终达到很高的灵敏度。 可选地，共源共栅结构MOS管中的PMOS管和NMOS管的栅极分别连接第一辅助运算放大器和第二辅助运算放大器； 其中，所述PMOS管的栅极连接所述第一辅助运算放大器的输出端，所述PMOS管的源极连接到所述第一辅助运算放大器的反相输入端，所述第一辅助运算放大器的同相输入端连接PMOS管的输入偏置电压Vbp2 ； 所述NMOS管的栅极连接所述第二辅助运算放大器的输出端，所述NMOS管的源极连接到所述第二辅助运算放大器的反相输入端，所述第二辅助运算放大器的同相输入端连接NMOS管的输入偏置电压Vbnl。 可选地，共源共栅结构MOS管中PMOS管的栅极连接第一辅助运算放大器； 其中，所述PMOS管的栅极连接所述第一辅助运算放大器的输出端，所述PMOS管的源极连接到所述第一辅助运算放大器的反相输入端，所述第一辅助运算放大器的同相输入端连接Vbp2。 当OP输出端信号电压比较高时，M2会先进入线性区，M2构成的共源共栅(cascode)级增益会很快降下去，但是，由于op I的增益放大作用，OP的总增益增加了，使OP的总增益不会很快降落，最终使OP仍然线性放大，可以很大程度上提高感应单元OP的输入输出范围，进而提高感应单元的线性区间。 可选地，共源共栅结构MOS管中NMOS管的栅极连接第二辅助运算放大器； 其中，所述NMOS管的栅极连接所述第二辅助运算放大器的输出端，所述NMOS管的源极连接到所述第二辅助运算放大器的反相输入端，所述第二辅助运算放大器的同相输入端连接Vbnl。 当OP输出端信号电压比较低时，M3会先进入线性区，M3构成的共源共栅(cascode)级增益会很快降下去，但是，由于op I的增益放大作用，OP的总增益增加了，使OP的总增益不会很快降落，最终使OP仍然线性放大，可以很大程度上提高感应单元OP的输入输出范围，进而提高感应单元的线性区间。 另外，所述辅助运算放大器的增益在40?70分贝dB之间，可解决指纹识别传感器的输入、输出范围受限的问题，进而避免整个指纹识别电路系统的线性度受限。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据现有技术的指纹识别传感器的结构示意图； 图2是根据现有技术的OP的输入输出曲线示意图； 图3是根据本专利技术第一实施方式的指纹识别传感器的结构示意图； 图4是根据本专利技术第一实施方式的指纹识别传感器的第一辅助运算放大器的结构示意图； 图5是根据本专利技术第一实施方式的指纹识别传感器的第二辅助运算放大器的结构示意图； 图6是根据本专利技术第二实施方式的指纹识别传感器的结构示意图； 图7是根据本专利技术第二实施方式的指纹识别传感器的另一种结构示意图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。 本专利技术的第一实施方式涉及一种指纹识别传感器，如图3所示，包含由四个MOS管(M1、M2、M3、M4)构成的反相器结构运算放大器0P，其中两个是共源共栅结构MOS管，S卩PMOS管M2和NMOS管M3，共源共栅结构MOS管的栅极连接辅助运算放大器，具体地说，PMOS管M2连接第一辅助运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹识别传感器，包含：由四个MOS管构成的反相器结构运算放大器OP，其中两个是共源共栅结构MOS管，其特征在于，所述共源共栅结构MOS管的栅极连接辅助运算放大器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：东尚清，
申请(专利权)人：上海思立微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31