一种电容式指纹像素检测电路制造技术

本实用新型专利技术涉及集成电路设计及指纹检测技术领域，尤其涉及一种可以对周边环境和电路的寄生背景电容进行完全自补偿，并且能够很好地容忍工艺偏差和静态漏电流的指纹像素检测电路，包括电压产生器，开关元件，基准电压源，检测电极，隔离电极，中间节点，运算放大器，目标电容，寄生电容，上述电路可以完成信号的预充、复位、积分、补偿，通过内部电位的变换来实现对指纹信号的采集，从而避免了引入外部电极，简化了指纹检测的应用场景；通过引入特殊的开关和信号控制序列，最大程度地抑制了寄生电容和静态漏电流对信号失真的负面影响，实现高的灵敏度和动态范围。

A Capacitive Fingerprint Pixel Detection Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种电容式指纹像素检测电路
本技术涉及集成电路设计及指纹检测
，尤其涉及一种电容式指纹像素检测电路。
技术介绍
对于当前的生物认证方式而言，指纹认证由于其具有很高的可靠性和性价比，已经成为了当前生物认证的主流；而电容式指纹传感器由于其体积小、速度快、低功耗、高探测度和极具易用性的特点，又成为指纹认证中的主流方式，成为当前研究的重点。目前，电容式的指纹传感器在工作时，一种方式是通过一个外部电极将用户的手指连接到传感器的驱动信号源上，与传感器内部的电路形成检测回路。这样的做法可以使得指纹信号的获得对周边环境和电路的寄生电容不敏感，得到高的灵敏度和动态范围。但是由于要引入外部电极，一方面会使应用场景变得复杂，另一方面直接增大了指纹模组的设计复杂度和成本。另外一种方式是将传感器的所有信号都局限于芯片内部，通过对内部像素检测电极的电位进行变换来耦合指纹信号；在这种方式下，为了达到20KV以上的静电保护，要求传感器检测电极之上绝缘介质的厚度大于50um，此时指纹谷脊信号已经小到了0.1fF级别，也就是说检测电极和手指之间的电容信号已经远远小于检测电极对周边环境和电路的寄生背景电容(通常在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容式指纹像素检测电路，其特征在于：包括电压产生器VPRG_1、电压产生器VPRG_2、开关元件、基准电压源REF_1、基准电压源REF_2、检测电极Top、隔离电极Bot、中间节点NodeX，用于信号运算功能的运算放大器LNA，手指和检测电极Top之间形成目标电容Cf，隔离电极Bot和检测电极Top之间形成寄生电容Cs；所述开关元件包括第一开关sw1、第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4、第五开关sw5、第六开关sw6和复位开关sw7，其中，所述第一开关sw1至第六开关sw6均为CMOS开关；所述第一开关sw1和第二开关sw2的一端和衬底共同连接到电压产生器VPRG_1，另...

【技术特征摘要】
1.一种电容式指纹像素检测电路，其特征在于：包括电压产生器VPRG_1、电压产生器VPRG_2、开关元件、基准电压源REF_1、基准电压源REF_2、检测电极Top、隔离电极Bot、中间节点NodeX，用于信号运算功能的运算放大器LNA，手指和检测电极Top之间形成目标电容Cf，隔离电极Bot和检测电极Top之间形成寄生电容Cs；所述开关元件包括第一开关sw1、第二开关sw2、第三开关sw3、第四开关sw4、第五开关sw5、第六开关sw6和复位开关sw7，其中，所述第一开关sw1至第六开关sw6均为CMOS开关；所述第一开关sw1和第二开关sw2的一端和衬底共同连接到电压产生器VPRG_1，另一端分别连接到检测电极Top和隔离电极Bot，所述复位开关sw7跨接到运算放大器LNA的负输入端和输出端，所述运算放大器LNA的正输入端与基准电压源REF_1引脚相连接，所述隔离电极Bot与运算放大器LNA的输出端之间通过第六开关sw6连接，所述运算放大器LNA的负输入端与第五开关sw5的一端连接，所述第五开关sw5的另一端与中间节点NodeX连接，且所述第五开关sw5的衬底与基准电压源REF_2引脚连接，所述第四开关sw4的一端和衬底共同与中间节点NodeX连接，另一端与检测电极Top相连接，所述第三开关sw3的一端连接到中间节点NodeX...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱定飞，刘华，王建军，
申请(专利权)人：上海海栎创微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31